Циклопропан
Циклопропан представляет собой циклоалкан с молекулярной формулой (СН 2 ) 3 , состоящий из трех метиленовых групп (СН 2 ), связанных друг с другом в кольцо. Небольшой размер кольца создает значительную кольцевую деформацию в конструкции. Циклопропан сам по себе представляет в основном теоретический интерес, но многие его производные имеют коммерческое или биологическое значение. [3]
Циклопропан был открыт в 1881 году Августом Фройндом , который также предложил правильную структуру вещества в своей первой статье. [4] Фрейнд обрабатывал 1,3-дибромпропан натрием , вызывая внутримолекулярную реакцию Вюрца, приводящую непосредственно к циклопропану. [5] Выход реакции был улучшен Густавсоном в 1887 году с использованием цинка вместо натрия. [6] Циклопропан не имел коммерческого применения, пока Хендерсон и Лукас не открыли его анестезирующие свойства в 1929 году; [7] промышленное производство началось к 1936 г. [8]В современной анестезиологической практике его вытеснили другие агенты.
Циклопропан был введен в клиническое применение американским анестезиологом Ральфом Уотерсом , который использовал закрытую систему с абсорбцией углекислого газа для сохранения этого дорогостоящего тогда агента. Циклопропан является относительно сильнодействующим, не раздражающим и приятно пахнущим агентом с минимальной альвеолярной концентрацией 17,5% [9] и коэффициентом распределения кровь/газ 0,55. Это означало, что индукция анестезии ингаляцией циклопропана и кислорода была быстрой и приятной. Однако по завершении продолжительной анестезии у пациентов может внезапно снизиться артериальное давление, что может привести к сердечной аритмии : реакция, известная как «циклопропановый шок». [10]По этой причине, а также из-за его высокой стоимости и взрывоопасного характера [11] в последнее время он использовался только для индукции анестезии и не был доступен для клинического применения с середины 1980-х годов. Цилиндры и расходомеры были окрашены в оранжевый цвет.
Циклопропан неактивен в отношении рецепторов ГАМК А и глицина и вместо этого действует как антагонист рецепторов NMDA . [12] [13] Он также ингибирует AMPA-рецептор и никотиновые ацетилхолиновые рецепторы , а также активирует определенные K2P - каналы . [12] [13] [14]
Треугольная структура циклопропана требует, чтобы валентные углы между ковалентными связями углерод-углерод составляли 60°. Молекула имеет молекулярную симметрию D 3h . В дополнение к деформации кольца молекула также имеет деформацию кручения из-за затененной конформации ее атомов водорода. Таким образом, связи между атомами углерода значительно слабее, чем в типичном алкане , что приводит к гораздо более высокой реакционной способности.
Связи между углеродными центрами обычно описываются в терминах изогнутых связей . [15] В этой модели углерод-углеродные связи отогнуты наружу, так что межорбитальный угол равен 104°. Одним из необычных последствий изогнутой связи является то, что, хотя связи CC в циклопропане слабее, чем обычно, атомы углерода также расположены ближе друг к другу, чем в обычной алкановой связи: 151 пм против 153 пм (средняя алкеновая связь: 146 пм). [16]
