Циклопропан

Бесцветный горючий газ с характерным запахом, напоминающим запах петролейного эфира и едким вкусом^[2]. При комнатной температуре и давлении 5−6 атм переходит в жидкое состояние^[3]; температура плавления: −127 °C^[2]; температура кипения циклопропана при атмосферном давлении: −33 °C^[2]. Малорастворим в воде^[1]: при +15 °C один объём газа растворяется в 2,7 объёма воды^[4]. Легкорастворим в этаноле^[2], диэтиловом эфире^[2], петролейном эфире, хлороформе и жирных маслах. Легко воспламеняется, смеси с воздухом, кислородом или закисью азота взрывоопасны^[1]. Предел воспламеняемости в воздухе составляет 2,4—10,3 % по объему^[2].

Циклопропан был впервые синтезирован Августом Фройндом в 1881 году с помощью внутримолекулярной реакции Вюрца с участием 1,3-дибромпропана и металлического натрия^[3]. Выход реакции был значительно улучшен в 1887 Гавриилом Густавсоном за счет использования цинка вместо натрия^[5]. Использование в ней в качестве исходного вещества более доступного 1,3-дихлорпропана^[6], который получают в результате реакции свободнорадикального замещения пропана и хлора, легло в основу предложенного в 1936 году первого промышленного метода синтеза циклопропана^[7]. Виктóр Гриньяр успешно применил в этой реакции магний на примере серии 1,3-дихор-, 1,3-дибром- и 1,3-дииодпропанов^[8], а впоследствие Моррисом Харашем было показано, что циклопропан с высокими выходами образуется при обработке фенилмагнийбромидом (PhMgBr) 1,3-дибром- или 1-бром-3-хлорпропана в присутстии каталитических количеств хлорида железа (III)^[9].

При нагревании до 360—370°С циклопропан стабилен^[10]:2015, при температуре 550°С и выше почти полностью изомеризуется в пропен^[11]:490; использование в качестве катализатора платины, железа или оксида аллюминия позволяет снизить температуру реакции до 100—385°С, но уменьшает степень конверсии^{[11]:490[12]:1063}. Циклопропан восстанавливается водородом до пропана на никеле, используемом в качестве катализатора, при 80—120°С^[13].

Основным направлением взаимодействия циклопропана с хлором является реакция радикального замещения^[14][15]. В темноте при температуре менее 300°С циклопропан практически не взаимодействует с хлором^[14][15]; выше 400°С реакция протекает быстро с образованием преимущественно хлорциклопропана, который при увеличении времени проведения реакции или увеличении температуры выше 585°С частично изомеризуется в аллилхлорид^[15]. На свету при комнатной температуре реакция циклопропана и хлора протекает экзотермично (иногда со взрывом), при этом основным продуктом реакции является хлорциклопропан, образующийся наряду с 1,1-дихлорциклопропаном;^{[14][15][16][17][18]} минорными продуктами реакции в этих условиях являются 1,3-дихлорпропан и изомерные трихлорпропаны^[16]. При проведении фотохимической реакции циклопропана с хлором при комнатной темпераутре в растворителях, таких как дихлорметан, хлороформ, 1,2-дихлорэтан, основным продуктом становится 1,3-дихлорпропан^[19]. При охлаждении до –35°С в темноте в присутствии хлорида железа (III) циклопропан и хлором взаимодействуют в жидком состоянии с образованием смеси 1,3-дихлорпропана и 1,2-дихлорпрпана в примерно равном соотношении; считается, что в этом слуае реакция протекает по механизму электрофильного присоединения^[20].

Циклопропан не взаимодействует с твердым перманганатом калия, смоченным водой, а также не обесцвечивает его растворы при комнатной температуре и нагревании; взаимодействие происходит только выше 250°С в запаянном сосуде^[21]:285.

Циклопропан оказывает сильное общеобезболивающее действие. Чрезвычайно огнеопасен; его смеси с кислородом, закисью азота и воздухом могут взрываться при соприкосновении с пламенем, электрической искрой и другими источниками, которые могут вызывать воспламенение. При использовании циклопропана необходимо принимать все меры, исключающие возможность взрыва, в том числе меры предосторожности, связанные с применением электро- и рентгеноаппаратуры и исключающие образование статического электричества. В связи с этими особенностями, а также с появлением новых способов и средств общего обезболивания циклопропан в настоящее время крайне редко используется в качестве средства для наркоза. Действует циклопропан быстро. В концентрации 4 об.% вызывает аналгезию, 6 об.% — выключает сознание, 8—10 об.% — вызывает наркоз (III стадии), в концентрации 20—30 об.% — глубокий наркоз.

В организме циклопропан не разрушается и выделяется в неизменном виде почти полностью через 10 мин после прекращения ингаляции.

Циклопропан не оказывает выраженного влияния на функции печени и почек; несколько понижает диурез. Иногда при наркозе циклопропаном наступает кратковременная гипергликемия, связанная с возбуждением адренореактивных систем. Этот эффект менее выражен, чем при применении эфира.

Циклопропан оказывает возбуждающее влияние на холинореактивные системы организма и вызывает некоторое замедление пульса, возможны аритмии. Под влиянием циклопропана сильно повышается чувствительность миокарда к адреналину; введение адреналина при наркозе циклопропаном может вызвать фибрилляцию желудочков.

Артериальное давление во время наркоза несколько повышается, что может привести к некоторому усилению кровоточивости.

Циклопропан используется для вводного и основного наркоза (циклопропан с кислородом); чаще применяется в комбинации с другими средствами для наркоза (закись азота, эфир) и с мышечными релаксантами. Показан больным с заболеваниями легких, так как не вызывает раздражения слизистых оболочек дыхательных путей. Его можно назначать при болезнях печени и при диабете.

Циклопропановый наркоз может применяться для кратковременных оперативных вмешательств.

При циклопропановом наркозе противопоказано введение адреналина и норадреналина.

Наркотик, вызывающий возбуждение нервной системы с последующим угнетением её, что связано с преимущественным влиянием на кору головного мозга, а также с нарушением в мозге обменных процессов, включая обмен катехоламинов^[22].

При вдыхании циклопропана в концентрации 15—20 % и смеси с кислородом у крыс через час снижается количество гликогена и суммарных белков в печени, повышается активность SH-групп клеток печени и повышается в них содержание рибонуклеиновой кислоты. При хроническом действии циклопропана угнетается продукция костного мозга, главным образом гранулоцитов^[23].

Форма выпуска: в стальных цельнотянутых баллонах вместимостью 1 и 2 л жидкого циклопропана, находящегося под давлением 5 атм; баллоны окрашены в оранжевый цвет и имеют надпись «Осторожно. Циклопропан. Огнеопасен».

Хранение: в прохладном месте вдали от источников огня.