化学试剂的"发现简史":乙醚、氯仿是怎么被发现的?
2026-08-10 · 趣味化学 · 百灵威授权转载
乙醚与氯仿,是近代化学史上极具里程碑意义的有机试剂。二者最早作为实验室合成产物问世,后来开启了外科麻醉的新时代,同时也是有机化学早期最重要的溶剂。在没有现代理论的年代,很多发现来自偶然的实验、误打误撞,伴随大量危险与事故,一步步从化学家的烧瓶走向手术室,之后又回归实验室,成为经典有机溶剂。
核心逻辑:早期有机试剂大多来自单质、无机物之间的偶然合成;当时没有完善分子结构理论,人们只观察现象,不知道分子组成;乙醚、氯仿先被制备出来,很久之后才发现麻醉作用。
一、乙醚:从炼金烧瓶走向手术台
乙醚,分子式\(\mathrm{C_2H_5‑O‑C_2H_5}\)。
合成发现(13 世纪‑16 世纪)
早在 13 世纪,炼金术士就已经将浓硫酸与乙醇共同加热,得到了一种极易挥发的液体,当时并不知道这是什么物质,把它当作一种 “神秘蒸馏产物”。
1540 年,德国化学家瓦勒里乌斯・科达斯,将浓硫酸和乙醇混合蒸馏,系统得到这种挥发性液体,命名为 “甜硫酸油”。当时的认知,以为产物里面含有硫,实际上硫酸只作为脱水催化剂,并没有进入乙醚分子。
当时的化学家只知道:乙醇加硫酸加热,可以得到一种味道香甜、极易挥发的液体,完全不清楚分子结构。直到 19 世纪才确定乙醚的化学组成。
麻醉效果的偶然发现
18 世纪末‑19 世纪初,欧美流行 “乙醚狂欢”,社交聚会上人们吸入乙醚蒸气,会产生亢奋、眩晕、失去痛觉,当作一种娱乐消遣。很多人只关注精神亢奋,没有联想到外科止痛。
1846 年,牙医莫顿公开演示乙醚麻醉手术。病人吸入乙醚之后,在无痛状态下完成外科手术。乙醚正式登上医学舞台,开启现代麻醉史。
回归化学实验室
乙醚优点:脂溶性极强,是绝佳萃取溶剂。但缺点同样突出:极易挥发,极易生成过氧化物。
随着医学发展,乙醚因为易燃易爆,慢慢退出临床麻醉。但它的化学价值保留下来,成为有机实验室经典萃取溶剂,用于液‑液萃取、格氏试剂制备。
历史教训:早期很多化学家在不知道过氧化物风险的情况下蒸馏久置乙醚,发生爆炸事故。后世才搞懂醚类氧化生成过氧化物的副反应。
二、氯仿:从实验室产物,到风靡一时的麻醉剂
氯仿,三氯甲烷\(\mathrm{CHCl_3}\)。有香甜气息。
两种独立的合成路线,几乎同时被制备
1831 年,有两位化学家分别独立制出氯仿。
一位是美国化学家塞缪尔・格思里:把漂白粉(次氯酸钙)和乙醇混合蒸馏,得到带有甜味的油状液体。
几乎同一时期,欧洲化学家苏贝朗,用氯气对乙醇进行卤化反应,分离得到同样产物。
当时同样不清楚分子结构,只记录了物理性状:无色、香甜、易挥发。
麻醉作用被发掘
1847 年,苏格兰医生辛普森,在家中做吸入实验,吸入氯仿蒸气之后迅速失去意识。之后将它用于产科分娩镇痛。
相比乙醚,氯仿不会燃烧爆炸,气味更柔和,一度非常受欢迎。维多利亚女王分娩时使用氯仿镇痛,让它名声大噪。
但致命隐患很快暴露:氯仿对心脏、肝脏有毒,会造成突发心脏骤停,很多病人麻醉过程毫无征兆死亡。
随着临床病例积累,人们意识到氯仿的肝毒性与心脏毒性,慢慢退出医疗麻醉领域。
留在实验室,以及稳定剂的由来
氯仿毒性不适合人体,但是溶解能力优秀,成为实验室经典有机溶剂,用于萃取、红外测试溶剂。
人们发现,光照、空气条件下,氯仿会发生光氧化,生成剧毒的光气(碳酰氯)。
于是商品化氯仿会加入少量乙醇作为稳定剂,乙醇可以捕获光气,阻止剧毒物质积累。这就是试剂瓶氯仿里面添加乙醇的历史来源。
三、时代背景:早期有机试剂发现的共同特点
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先得到产物,后搞懂结构19 世纪前期,没有价键理论。化学家依靠蒸馏、复配得到新物质,只记录气味、沸点,分子结构式要几十年之后才被确定。
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大量发现来自偶然观察不是定向设计合成目标分子,很多是混合蒸馏之后意外得到新试剂。
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先误用,后认识风险乙醚过氧化物爆炸、氯仿的肝毒性、光气生成,都不是一开始就知道。大量事故之后,人们才认清副反应与安全隐患。
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医学和化学互相推动二者最初是化学实验室产物;医学应用推动大规模生产;毒性被发现之后,退出医疗,继续作为化学试剂使用。
四、乙醚、氯仿的现实对照(今天实验室)
1. 乙醚:强萃取能力,格氏反应溶剂;严格检测过氧化物,严禁蒸馏久置乙醚。
2. 氯仿:常用萃取、红外测试溶剂;注意避光,含有乙醇稳定剂;做无水反应时,乙醇稳定剂会带来干扰。
五、历史小误区
误区 1:乙醚是专门为麻醉而合成。
解析:乙醚早在几百年前就被炼金术士蒸馏出来,作为化学产物存在;麻醉效果是几百年之后才被偶然发现。
误区 2:氯仿是专门设计的麻醉药。
解析:它是漂白粉与乙醇反应的意外产物,先被合成,之后才发现麻醉效果。