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2-咪唑啉酮是非常重要的含氮杂环化合物，在医药、农业、民用化学品、环境化学及精细化学品的合成中得到了广泛的应用。目前工业上合成2-咪唑啉酮及衍生物应用较多的是CO2法，但一般需要高温高压，对设备要求高，而尿素法在常压下即可生产，虽然升温过程较难控制，但是一种非常有潜力的生产方法，因此有必要对其反应过程进行深入的认识。基于此，本文采用尿素法合成了2-咪唑啉酮，对影响产率的因素如反应物料配比、添加溶剂的量、反应时间以及升温程序等进行了优化，并采用密度泛函理论方法对尿素法和二氧化碳法合成2-咪唑啉酮及尿素法合成N-羟乙基-2-咪唑啉酮的机理进行计算。
尿素法合成2-咪唑啉酮的反应中，乙二胺作为亲核试剂进攻尿素的羰基，导致尿素的C-N键断裂，从而生成氨气，生成的氨气来源于尿素的氨基；以水为溶剂可显著降低反应活化能垒，催化反应进行，其催化机理在于起到质子转移作用；反应最可能分两步进行，首先经一级脱氨脱去生成中间体IM1(NH2-CH2CH2-NH-CO-NH2)，然后中间体经二级脱氨(脱去尿素的氨基)生成产物2-咪唑啉酮。
二氧化碳法合成2-咪唑啉酮的反应中，以甲醇作溶剂时，可以降低吸附和成环过程的活化能，其原因在于甲醇起到质子转移作用：无论是有、无甲醇(溶剂)参与，CO2分子吸附于乙二胺上的活化能相对较低，而成环过程需克服的反应能垒较高，成环过程是整个反应的关键步骤，也是反应的速率决定步骤。
尿素法合成N-羟乙基-2-咪唑啉酮反应中，反应最可能分两步进行，首先和仲胺上的氮进攻尿素的羰基脱去一分子氨气，生成中间体NH2CH2CH2N(CONH2)-CH2CH2NH2，再经二级脱氨生成目标产物，其中二级脱氨是反应的速率决定步骤。
本文对尿素法合成2-咪唑啉酮反应中溶剂水的催化作用方式的深入认识，将有助于帮助我们去发现和考察其他反应体系中溶剂可能起到的催化或阻化作用；对尿素法合成2-咪唑啉酮反应过程的深入认识有助于认识其它羰化试剂和胺类反应生成环状化合物的机理，对合成其它对称或不对称等新型化合物有理论指导意义。对工业上应用较多的CO2法合成2-咪唑啉酮，对反应中溶剂的催化作用和反应过程的计算研究有助于指导设计更适合的工业化流程，提高反应产率；对于N-羟乙基-2-咪唑啉酮的反应机理的计算，为实验合成提供了理论指导。