оригинал потырен …и сами мы, как боги, вдохнем благой нирваны хлороформ… (с)
Хлороформ, хотя и замечателен во многих отношениях, представляет собой вещество с достаточно простым строением – атом углерода, связанный с тремя атомами хлора и одним атомом водорода (CHCl3)
Это вещество было открыто в тридцатых годах XIX века аж тремя учеными, проживавшими в трех разных странах, и творивших науку независимо друг от друга. Самое интересное, что лишь один из этой троицы был химик – Юстас Либих, титан аналитической и органической химии, второй был фармацевт Ойген Суберейн, а третий – врач Самуэль Гутри.
Слева направо – Либих, Суберейн и Гутри
Возникает вопрос – зачем аптекарю и практикующему врачу было необходимо искать новые вещества? Надо вспомнить, что начало XIX века было тем периодом истории, когда только началось становление медицины в современном ее понимании, и поэтому поиском соединений, которые можно было применять для медицинских целей, занимались все, кому не лень. Естественно, что одним из важных направлений поиска был квест, наградой в котором было бы обнаружение анестетиков.
В течение многих лет чуть ли не единственными обезболивающими препаратами были опиум и этиловый спирт (неважно – в форме виски, чистого спирта или другого состава). В 1846 году медики смогли вздохнуть с облегчением – в этом году наркоз стали делать с применением диэтилового эфира (в просторечии – просто эфира). Однако, наркоз с помощью эфира был чреват целым рядом осложнений, как например, тошнота и рвота. Хлороформ начал использоваться британскими врачами как безопасная альтернатива эфиру в конце 1840-х годов. Вскоре он завоевал всеобщую популярность благодаря стечению двух замечательных обстоятельств – в 1847 году шотландский врач Джеймс Янг Симпсон описал в медицинском журнале «Ланцет» исчерпывающее руководство по применению хлороформа для анестезии, а в 1853 году королева Виктория настояла на использовании хлороформа в качестве анестетика при родах Принца Леопольда.
Однако, по мере распространения хлороформа в медицинской практике стало увеличиваться количество необъяснимых смертей оперированных больных, которым. Оказалось, что хлороформ обладает меньшим по сравнению с эфиром терапевтическим индексом – разница в дозе, вызывающей анестезию и дозой, способной инициировать сердечный приступ, оказалась для хлороформа гораздо ниже, чем для эфира.
Таким образом, от применения хлороформа в качестве наркоза потихонечку стали отказываться, отчасти и из-за того, что хлороформ демонстрировал токсические свойства – случайный пероральный прием 10 мл хлороформа мог вызвать смерть из-за сердечного приступа или паралича дыхания.
Проведенный в 1870 году анализ 80000 операций показал, что риск смерти пациента при анестезии хлороформом составлял 1 на 2500 случаев, в то время как для эфирного наркоза риск смерти пациента составлял всего 1 к 23000 operations. В 1875 в Британский Медицинский журнал отметил, что количество операций с эфирным наркозом вновь превысило количество операций с «под хлороформом», и хлороформ стал применяться авторами детективов для описания сцен похищения.
Длительное хранение хлороформа тоже может быть опасным. Окисление хлороформа кислородом воздуха приводит к образованию фосгена (COCl2). Фосген, хлорангидрид угольной кислоты, обладает удушающим действием и применялся в Первую мировую войну как боевое отравляющее вещество. Хотя при комнатной температуре фосген является газообразным веществом, он хорошо растворяется в хлороформе, и при очистке последнего фосген необходимо удалять. Именно для этого для длительного хранения в хлороформ добавляют стабилизаторы препятствующие образованию фосгена, например этанол. Правда, естественно, если для эксперимента нужен чистый хлороформ, от стабилизаторов тоже необходимо избавляться.
Несмотря на собственную токсичность и токсичность продуктов его окисления, хлороформ широко применяется в промышленности. Одно из наиболее его распространённых применений – сырье для производства тетрафторэтилена – ключевого вещества для получения тефлона, о котором у нас уже шла речь. Хлороформ часто используется в качестве растворителя для проведения реакций – это происходит из-за того, что его реакционная способность не так уж и велика, он не огнеопасен и, конечно, смешивается в любых соотношениях со многими органическими соединениями
Дейтерохлороформ (CDCl3), в котором легкий водород (протий) замещен на тяжелый (дейтерий) представляет собой один из самых распространенных растворителей для спектроскопии ядерного магнитного резонанса (этот метод анализа, в частности, направлен на определение находящихся в различном химическом окружении атомов водорода, поэтому атомы водорода растворителя, которые, конечно же, находятся в значительном избытке надо как-то «замаскировать», что и делается с помощью замены в растворителе «обычного» водорода на тяжелый).
Хлороформ также интересен химикам-синтетикам – он является источником дихлоркарбена (CCl2 ndash; карбены, обладающие либо двумя неспаренными электронами, либо электронной парой, являются реакционными частицами куда более активными, чем свободные радикалы). Под действием основания от хлороформа отщепляется атом водорода и атом хлора, образующаяся при это активная частица CCl2 ожет присоединяться к кратным связям с образованием трехчленных циклов.
Но, как и любое замечательное вещество, хлороформ постепенно открывает свои секреты. Недавно было выяснено, что, несмотря на огромные количества хлороформа, которые производятся промышленностью, около 90% хлороформа в атмосфере имеют биогенное происхождение – это соединение вырабатывается водорослями и морскими организмами в процессе метаболизма. Правда непонятно, зачем это нужно морским организмам – используют ли они хлороформ для защиты от тех, кто их может съесть или это просто способ избавления от хлора, содержащегося в морской воде.
Такое наше сегодняшнее замечательное вещество – вырабатывающееся морскими водорослями, использовавшееся для наркоза и для темных дел, вдохновлявшее поэтов (название поста – отрывок из стиха Александра Грина) и приносящее много пользы не только химикам.