脲类结构（-NH-CO-NH-）广泛存在于药物、农药及功能材料中。传统合成方法常使用光气或异氰酸酯，但存在毒性大、官能团耐受性差等问题。羰基二咪唑（CDI）作为温和的羰基化试剂，为脲的合成提供了安全高效的绿色替代途径。

反应机理

CDI法合成脲通常分两步进行：首先，一分子胺（R₁-NH₂）与CDI发生亲核取代，生成活性的酰基咪唑中间体，并释放一分子咪唑；随后加入第二分子胺（R₂-NH₂），亲核进攻中间体的羰基碳，经四面体中间体后消除另一分子咪唑，最终生成脲类化合物。

该机理可示意如下：

第一步（活化）： R₁-NH₂ + CDI → R₁-NH-CO-Im + ImH

第二步（取代）： R₁-NH-CO-Im + R₂-NH₂ → R₁-NH-CO-NH-R₂ + ImH

反应条件与影响因素

溶剂通常选用二氯甲烷、四氢呋喃或乙腈等非质子溶剂。若制备非对称脲，一般先将CDI与空间位阻较小的胺反应，再添加另一胺组分。当胺活性较低（如芳香胺）时，可适当升温或延长反应时间，必要时可加入催化量DBU等有机碱促进反应。

应用与注意事项

CDI法在固相合成中尤为常用，广泛用于多肽模拟物和杂环化合物的构建。该方法已成功应用于天然产物如macaurea A的合成。实际应用中需严格控制反应体系的无水条件，防止CDI或活性中间体水解失活。CDI放置时间长易遇水分解，反应前应确认其质量。

流程图

图注：CDI首先活化一分子胺生成酰基咪唑中间体；加入第二分子胺后，经亲核取代消除咪唑，生成脲产物。