环丙烷（C3H6）：结构，性质，用途和风险 - 化学

该环丙烷是具有环状分子分子式C ₃ H ^ ₆，以及由三个碳原子连接在一起以形成环。在化学中，有一类饱和烃，其骨架由碳原子组成，碳原子通过单键成环形式连接。

该家族由不同数量的分子组成（分子的主碳链长度不同），并且已知其熔点和沸点比高链分子高，且反应性也比高链分子高。

环丙烷是由一位名叫奥古斯特·弗伦德的奥地利化学家于1881年发现的，他决心知道乙烯中的有毒元素，并以为是同一环丙烷。

即便如此，直到1930年代，他们才开始将其用作麻醉剂，并开始在工业水平上进行生产，因为在此之前，他们还没有发现它在商业上具有吸引力。

化学结构

分子式为C ₃ H _6的环丙烷由三个小碳原子组成，这些碳原子以形成环的构型连接在一起，在链中每个碳上留下D _3h的分子对称性。

该分子的结构要求形成的键角约为60°，比在sp ³杂原子之间观察到的109.5°小得多，这是一个热力学更稳定的角。

除了由于其氢原子的偏光构象而具有的自然扭转应力之外，这导致环比该类型的其他结构遭受更大的结构应力。

由于同样的原因，该分子中碳原子之间形成的键比普通烷烃弱得多。

以一种特殊的方式，不同于其他键，两个分子之间的接近表示更大的键能，该分子碳原子之间的键具有比其他烷烃短的特性（由于其几何形状），同时它们是弱于他们之间的联合。

此外，环丙烷通过碳-碳键中六个电子的循环离域而具有稳定性，比环丁烷稍不稳定，而比环己烷稍不稳定。

与其他更常见的环烷烃相比，环丙烷在这些类型的分子中沸点最低，在负33度时挥发（没有其他环烷烃在零以下温度挥发）。

另一方面，与线性丙烷相比，环丙烷的沸点更高：在-42°C时挥发，略低于其表亲环烷烃。

环丙烷的熔点低于其他环烷烃的熔点，在128ºC的温度下熔点低于零。即使这样，它也不是唯一在低于零温度下熔化的环烷烃，在环丁烷，环戊烷和环庚烷中也可以观察到这种现象。

因此，在线性丙烷的情况下，它在低于零以下的187°C的温度下熔化。

环丙烷在环烷烃中具有最高的密度，是最稠密的普通环烷烃的两倍（环丙烷为1.879 g / l，超过环癸烷的为0.871）。

在环丙烷中还观察到比线性丙烷更高的密度。直链烷烃和环烷烃之间沸点和熔点的差异是由于更大的伦敦力引起的，该力通过允许内部原子之间具有更大接触面积的环形形状而增加。

环丙烷分子的反应性直接受其键的弱化影响，由于施加在这些键上的应力，与其他环烷烃相比，环丙烷分子的反应性大大提高。

因此，可以更轻松地分离环丙烷，并且在某些反应中它可以像烯烃一样起作用。实际上，环丙烷-氧气混合物的极强反应活性可能会引起爆炸危险。

卓越的环丙烷的商业用途是作为麻醉剂，该性质于1929年首次被研究。

环丙烷是一种功能强大的速效麻醉剂，不会刺激呼吸道或产生难闻的气味。它与氧气一起使用了数十年，使患者在手术中入睡，但开始观察到不良的副作用，称为“环丙烷休克”。

除成本和高易燃性因素外，它还经历了丢弃过程，并用其他更安全的麻醉剂代替。

尽管它仍然是诱导麻醉所用化合物的一部分，但如今它已不再是医学应用中所用试剂的一部分。

-环丙烷是高度易燃气体，与火焰接触会产生有毒气体。此外，它还会与氧化剂（例如高氯酸盐，过氧化物，高锰酸盐，硝酸盐和卤素）反应，引起燃烧和/或爆炸。

-高水平的环丙烷会引起头痛，头晕，恶心，失去协调能力，感到头昏和/或头晕。

-它还可能导致心律不齐，心律不齐，呼吸困难，昏迷甚至死亡。

-液化的环丙烷由于温度远低于零，可能在皮肤上引起冻伤。

-由于该化合物在环境条件下为气体，因此该化合物很容易通过空气进入人体，并降低了空气中的氧气含量。