外科學發展的先決條件——麻醉藥
如果不小心割破了手指或是摔破了膝蓋， 那種疼痛的滋味有時是難以忍受的。 可是如果在不麻醉的情況下做外科手術、開腸破肚，
1 外科醫生令人討厭的時代
19世紀中葉以前， 西方外科手術就是在沒有麻醉藥的情況下進行的。 那時的病人做外科手術就好像是犯人受殘酷的刑罰一樣。 外科醫生的“鐵石心腸”讓人生厭。 在西方的醫史書上有這樣的記載：
“病人在家中等待醫生來做手術， 就好像是犯人計算著死刑日期到來的心情一樣一天天地挨過。 手術的當天， 病人提心吊膽， 害怕醫生的到來， 聽到醫生的馬車到了就開始緊張， 傾聽著醫生走下馬車， 一步步上樓的聲音……”
在各種外科療法之中， 將脫臼的髖關節復位算是痛苦較小的手術。 西方醫史上有這樣的描述：病人被安放在一個特製的架子上， 身體被繩子綁紮著， 繩的一頭拉向一個滑輪系統， 脫臼的下肢也用繩捆綁著牽拉向另一端的滑輪系統。 幾名彪形大漢手執這直徑約1英寸的繩索， 從兩個滑輪用力朝相反的方向牽拉。 用力牽拉的壯漢和被牽拉的病人臉上掛滿了熱汗和冷汗。 病人漸漸地忍受不住， 開始呻吟， 然後大聲嚎叫， 直到在劇痛中昏過去， 外科醫生開始動手將脫臼的關節復位。 最後把滿臉汗水和淚水、面色蒼白的病人移送到床上， 待其蘇醒。
截肢手術也是按這種方式進行。 將病人捆綁在手術臺上或由幾名大漢用力按住，
敏感的外科醫生都發現，
他 們的工作確實令人嫌惡。
醫生自己也承認這種手術令他們反胃。
因此，
無痛外科手術是病人乞求、醫生所嚮往的。
也有過一些方法，
例如用冰水浸泡或淋洗欲進行手 術的部位，
使其冷凍麻木，
或用力壓患處使之麻木，
或讓病人飲酒至大醉，
或在威士忌酒中加入鴉片等，
但是這些方法都不能有效地減輕病人的痛苦。
據說有醫生讓 助手用木棒猛擊病人的頭部，
使病人昏過去再做手術的事情。
自己的技術熟練，
在兩三分鐘內解決問題。
當時的外科手術不可能做細微的工作，
只能進行切除表面的瘤子、截肢、拔掉患牙等手術。
病人的劇痛限制了外科學的發展。
也許有人說， 在我國後漢三國時期（約西元150年）就有了麻醉藥， 華佗的“麻沸散”可以用來打開腦袋， 開腸破肚地做外科手術， 為什麼沒有傳到外國去？《三國志》中確有有關華佗的“麻沸散”的記載，
對無痛外科手術的迫切要求促進了麻醉藥的發現。 在西方， 麻醉藥的發現與化學的發展有著密不可分的關係， 麻醉藥的發現是化學家與醫生密切合作的結果。
2 第一種麻醉藥——笑氣
笑氣麻醉作用的發現
麻醉藥的發現要追溯到18世紀後葉，英國的傑出化學家普利斯特列（Joseph Priestley）和法國的拉瓦西（Lavoisier）對空氣中氧的發現和氧的效用的認識。普利斯特列在1771年製造出氧氣，1772年製造出了氧化亞氮（N2O），這就是後來成為第一種麻醉藥的笑氣。1775年 他報告了他的發現，並指出蠟燭在氧氣中燃燒得更旺。他把老鼠分別放在密閉的同體積的氧氣和空氣中，在氧氣中的老鼠可以活的時間更長。拉瓦西的研究則側重於 氧氣與呼吸的關係，他通過實驗表明空氣中有兩種氣體，一種與燃燒和呼吸有關，另一種是惰性的（後來證明惰性氣體不是單一的成分）。他發現動物對氧的消耗與 從事的活動和餵養的食物類型有關，還和環境的溫度有關。他的這些觀察已涉及到呼吸的基礎理論問題。由於人們對氧氣在呼吸及維持生命中作用的瞭解，後來在吸 入性全身麻醉藥中都需要加入一定比例的氧氣，這不能不說是與普利斯特列和拉瓦西的研究工作有關。
可惜的是，由於法國的革命，中斷了這兩位化學家的研究工作，不然麻醉藥的發現可能會提前幾十年。拉瓦西在1794年被法國的革命派送上了斷頭臺。普利斯特列由於同情和支持法國革命遭到暴徒襲擊，他們燒毀了他的家和他的全部科學實驗結果，迫使他後來遷居美洲，因而中斷了實驗研究。
英國的貝道斯（Thomas Beddoes）在牛津大學學習時，就對化學很感興趣，特別是對當時發展很快的氣體領域更感興趣。他提出吸入各種氣體對於治療各種疾病，尤其是肺部的疾病有好處。這個觀點其實已被普利斯特列提出過。普利斯特列曾提出，吸入二氧化碳可以治療“肺潰瘍”。貝道斯在1794年建立了“氣體力學研究所”，他第一個錄用的人叫大衛（Humphrey Davy）。大衛在貝道斯和其他醫生的指導下，製備和使用各種氣體，很快就掌握了由硝酸銨蒸餾製備各種不同純度的氧化亞氮的技術。1800年 他完成了他的論文，題目為《主要涉及氧化亞氮和呼吸的化學和哲學研究》。他的論文的第三部分，是各種動物吸入氧化亞氮的效用和對血液的作用。大衛注意到動 物在氧化亞氮中會失去知覺，但可以恢復。他在論文中寫了用一隻健壯的貓做實驗的詳細過程：“五分鐘後，它的脈搏很難感覺到，它不動了，似乎完全失去了知 覺。五分鐘後它被從容器中取出，幾秒鐘後它開始動了並做深吸氣，五分鐘後它試圖抬它的腿，在八九分鐘後它能走動……大約半個小時後它完全恢復了。”這是吸 入麻醉藥可以很快恢復知覺的極好描述。他也做了用氧氣與氧化亞氮混合氣體對動物的作用實驗，為以後使用吸入性麻醉藥要與氧混合提供了實驗依據。他在論文的 最後一部分寫了自己和同事使用氧化亞氮後的感覺。“在我完全耗盡肺中的空氣後，我從汞封的氣體容器中吸入純的氧化亞氮，立即產生欣快的感覺……”，“在實 驗中期，欣快感達到高潮，然後逐漸消失，肌肉上的壓力感覺也消失了，不再有感覺。……同時自控的能力完全被摧毀，因此我張著口的嘴唇逐漸垂落下來”。大衛 的同事使用氧化亞氮的感覺是：“它首先使我感到眩暈，同時我的手和腳感到刺痛，我好像失去了自身的重量，好像我是沉到了地下，然後我感到無力，不想活動， 甚至連呼吸都不能進行。……逐漸一陣昏迷和神志不清，氣體袋從我的手中落地。”這些都是氧化亞氮能產生麻醉作用的很好描述。大衛在論文的最後寫道：“氧化 亞氮可以毀掉身體的痛覺，它應用于不大量流血的外科手術過程可能是有好處的。”
大衛發表了他的論文以後，英國倫敦皇家哲學研究所注意到了他的工作並委任以化學助教，這樣就使得他以後成為了歷史上有名的化學家。他在“氣體動力研究所”僅兩年的時間，就為氧化亞氮發展成為麻醉藥打下了足夠的基礎。
笑氣晚會
大衛的論文，對於把氧化亞 氮應用於外科手術並未產生什麼影響。其原因之一是他的論文印的數量很少，看到的人不多；另一個原因是他的論文沒有著重於對氧化亞氮可使痛覺消失方面的描 述。相反，他描述吸入氧化亞氮引起的欣快感覺卻引起了一些人的興趣，而且還傳入了新大陸——美國。
當美國人知道了氧化亞氮能使人欣快，甚至能引起難以控制的狂笑時，就將它用作一種尋歡作樂的新方法。氧化亞氮就被名以“笑氣”並廣泛流傳了。
在美國的一些鄉村和小鎮 裡，經常出現一些雜耍藝人，他們推著裝有笑氣袋的小車，一村一鎮地巡迴演出。藝人吸入笑氣以後引起興奮和狂笑等各種各樣的怪狀，吸引了大量的觀眾，因此得 到不少的酬金。英國化學家的研究變為美國藝人的“生財之道”似乎是可悲的，但是，被“有心人”觀察並把笑氣發展為外科麻醉藥，這可謂是“無巧不成書”了。
美國的大學生、醫學生和一 些有身份的青年男女，別出心裁地組織“笑氣晚會”。參加晚會的人都吸入笑氣，然後大笑，如醉如癡，從中得到歡樂，使“笑氣晚會”成為“笑的晚會”、“狂歡 晚會”。這種做法在美國曾一度流行，有的地方還成立了“笑氣協會”，負責籌辦“笑氣晚會”和“笑氣講演”。
1844年12月10日，美國29歲的牙科醫生威爾斯（Horace Wells）和他的妻子一同到康奈狄卡州的哈特福德去看一次舞臺表演，那 次表演主要是介紹笑氣的製造，同時讓參加者也享受一下這種娛樂。表演者吸入笑氣後，很快就變得狂躁並跳下舞臺在表演廳裡追逐一名男子，不慎摔倒在一張椅子 上，在脛部劃了很深的一個口子。通常受這種傷是很痛的，但威爾斯注意到表演者若無其事，絲毫沒有疼痛和不舒服的表情。威爾斯上前去和他談話，問他是否很 疼，他卻回答說一點也不疼。有心的威爾斯就想到，笑氣也許能應用於牙科。
笑氣用作麻醉藥
威爾斯當時正因為有一顆智 齒疼痛而困擾著他。他也是懼怕拔牙的疼痛而遲遲不肯拔掉這顆牙。當天晚上，他就讓他的助手去說服組織那次表演的人，讓他試用笑氣於拔牙。第二天組織者帶來 一袋笑氣讓威爾斯吸，在威爾斯失去知覺後，助手迅速用鉗子拔出了那顆智齒。威爾斯蘇醒過來後說：並不疼，就像針紮了一下似的。於是他興奮地說：“拔牙的新 時代到來了”。這句話被記錄在麻醉學的史書中。
從此以後，威爾斯就開始將笑氣用於拔牙前的麻醉。這就是第一種麻醉藥的誕生經過。
笑氣的學名為氧化亞氮（N2O），它的相對分子品質為44.02，為無色氣體，味微甜，在室溫下非常穩定，比空氣重1.5倍，能助燃。它是由硝酸銨加熱分解而得：
1845年，威爾斯到波士頓去看望過去的合作者摩爾頓（William Thoma Green Morton），並一起去請教摩爾頓的老師、著名的地質化學家傑克遜（Charles Thomas Jackson） 教授有關笑氣的問題。傑克遜沒有回答他的問題，只是勸他停止這種研究。威爾斯沒有聽從傑克遜的勸告，他滿懷信心地向哈佛大學的學生作了一次“無痛拔牙”的 表演。表演時教室裡座無虛席，大家都對“無痛拔牙”很感興趣。十分不幸的是因為笑氣的用量不夠（因為當時沒有計量的方法），拔牙時病人大聲叫痛，參觀表演 的學生們嘲笑威爾斯是“騙子”，並把他噓出大門。此後，威爾斯雖然做了許多次無痛拔牙，而且都很成功，但是他的成就一直無法被公眾認可。
氧化亞氮（笑氣）由於其麻醉持續時間短，則只能應用於短時間的小手術。在威爾斯之後，氧化亞氮一直在臨床上用作麻醉藥。
3 乙醚應用於外科手術
乙醚麻醉作用的發現
1841年冬天，一個“笑氣講演團”來到美國一個被稱為傑弗遜的偏僻鄉村。該鄉的醫生朗（Crawford.W.Long）因為正在診治一位病人，未能參加這次講演和表演。事後聽人描述吸入笑氣後引起的種種奇形怪狀，很為未能親自目睹感到遺憾。村裡人要求朗提供笑氣也試試這種娛樂，但他手頭並沒有這種氣體，只有一些乙醚（CH3CH2OCH2CH3）。 朗在費城醫學院讀書時，在化學課上看到過用乙醚引起類似笑氣的現象。因此，他建議用乙醚代替笑氣試試，結果吸入乙醚的效果與笑氣引起的現象相仿。幾年後他 在給喬治亞州醫學會的信中寫道：“所有吸了乙醚的人都感到十分愉快；從此以後不但他們自己經常吸乙醚，還向別人介紹。這種做法很快在傑弗遜和一些鄰縣流 傳。我自己為了自娛也多次吸過乙醚。”
朗也是一位善於觀察和思考的人。他發現吸過乙醚的人像醉漢一樣，有時會摔倒，但當他們摔傷後卻沒有一個人說疼的。因此他想，乙醚也許可以作為麻醉藥應用於外科手術。這時恰好有一年輕人在頸部長了兩個瘤子，請他治病。1842年3月20日下午，朗用乙醚作麻醉劑為那位年輕人做了手術。他在病人的口鼻上放一塊手巾，然後倒上乙醚，在病人失去知覺以後，他迅速動手，只用了5分鐘就切除了一個瘤子，病人毫無反應。過了些天朗又為他切除了另外一個瘤子。這可以說是乙醚用作麻醉劑的第一個病例。但朗沒有立即發表他取得的成果，而是採取了謹慎的態度，否則，最早將乙醚用於外科手術的榮譽將無疑屬於他。7年以後即1849年12月，他才將他的發現發表，但為時已晚了。
原來摩爾頓在親眼看到韋爾 斯將氧化亞氮應用於拔牙的失敗以後，拜訪了威爾斯並討論了有關失敗的原因。摩爾頓認為，氧化亞氮不是一種理想的麻醉藥。然後他又去拜訪了地質化學家傑克遜 教授，說出了他的想法。傑克遜建議他用乙醚替代氧化亞氮。於是他先用他太太的愛犬在僻靜的河畔做試驗。他把狗放在一個玻璃罩內，裡面放有乙醚，不久狗就漸 漸“入睡”了。他取走玻璃罩，約3分鐘狗就“醒”了，並縱身跳入河水之中。他又用貓、鼠等動物做實驗，結果都是一樣。1846年9月30日， 他用浸有乙醚的手帕捂住自己的口鼻，使自己麻醉，七八分鐘後他蘇醒過來，感到非常興奮。當天晚上有一名病人因牙病找他治療，摩爾頓讓他吸了乙醚後，迅速拔 除了患者的病齒。病人毫無痛覺，感到非常滿意。摩爾頓是個很有心計的人，他請病人在他的手術記錄上簽了名，作為無痛拔牙的憑證。第二天，《波士頓日報》上 便刊登了這則“無痛拔牙”的消息。摩爾頓為了保守秘密，在乙醚中加入了顏色，並稱之為“忘川”之水（“Letheon”）。他又去哈佛大學找那位允許威爾斯做示範拔牙的沃倫（John Warren）教授，要求用“忘川”之水作公開表演。沃倫始終對麻醉手術感興趣，就答應了他的請求。摩爾頓曾目睹了威爾斯的失敗，他知道麻醉劑的給入方法是十分關鍵的。於是他去找儀器製造者為他設計了一個可調控的乙醚吸入器。
在約定的1846年10月16日上午10時， 沃倫教授已等在麻塞諸塞州總醫院的手術演示教室裡，病人也躺在了手術臺上，參觀演示的醫生、學生都準時到達了，但摩爾頓卻遲遲未出現。沃倫不斷地在嘴裡叨 念：“摩爾頓還不來，我猜他又被什麼事纏住了，讓我們還是用老方法手術吧！”就在這時，摩爾頓出現在演示室。原來他去取訂做的乙醚吸入器，遲到了15分鐘。他急忙給病人的口鼻上罩上剛制好的乙醚吸入器，開始給藥。病人掙扎了一下，大約四五分鐘就進入了麻醉狀態。摩爾頓對70高齡的沃倫教授輕聲地說：“您的病人已經準備好了。”這次手術是為病人切除先天性下頜瘤。沃倫在病人腫瘤部位切了一個二三英寸的口子，凝視了一會兒，等待著隨之而來的病人尖叫聲，可是病人卻很安靜。手術大約用5分鐘就完成了。沃倫轉向觀眾說：“先生們！這可不是騙人的。”
摩爾頓在演示成功後，立即向專利局申請了專利。在獲准專利後他才公開了乙醚的秘密，並於1846年12月15日在巴黎，12月21日在倫敦先後成功地用乙醚進行了外科手術。朗發表他的發現時正好晚了1年，但他比摩爾頓要早4年使用乙醚作麻醉藥。
乙醚之戰
乙醚的化學結構式為CH3CH2OCH2CH3，相對分子品質為74.12，為無色透明易流動的液體；有特殊臭味，味微甜，溶解于水（1∶12），與有機溶劑可任意混合；沸程為33.5℃～35.5℃，有極強的揮發性和燃燒性，乙醚的蒸氣與空氣混合後遇火能爆炸。它的制法為：
將制得的乙醚依次用水、亞硫酸氫鈉、高錳酸鉀（5％）、氫氧化鈉溶液及水洗，以除去酸性物、乙醛、還原性物質及過氧化物等雜質。用無水氯化鈣乾燥後蒸餾，收集33.5℃～35.5℃的餾分，加入少量的對苯二酚作抗氧劑（因為乙醚氧化為過氧化物後更容易爆炸）。
乙醚應用於外科手術後，使“無痛外科手術”得以實現。患者不再因劇烈的疼痛而休克或死在手術臺上，醫生也不必在撕心裂肺的嚎叫聲中匆忙手術。醫學界建議美國政府獎勵麻醉術的發明者，美國政府決定獎給發明人10萬美元。摩爾頓聲明他是首先將乙醚用於外科手術的人，沃倫教授可以作證。獎金似乎應該發給摩爾頓。可是傑克遜教授聲明說，是他建議摩爾頓使用乙醚的。師生因為爭奪獎金而反目。摩爾頓辯解說。他的老師只建議他局部使用乙醚，也就是用於拔牙，而且在申請專利時他已將發明權的10％ 讓給了傑克遜。摩爾頓沒有料到傑克遜在他發表乙醚麻醉拔牙的結果之前，已把向他建議使用乙醚替代氧化亞氮的事報告了法國醫學科學院，因此法國醫學科學院證 明是傑克遜發明了麻醉術。在當時，歐洲醫學界對北美醫學界的影響是很大的，法國的證明不容忽視。這樣，長時間的爭論沒有什麼結果，最後誰也沒有得到這份獎 金，美國政府因而節省了這筆開支。摩爾頓因長期訴訟花去了他所有的錢，最後不得不靠醫學團體的救濟生活，於1868年死於腦溢血。傑克遜由於精神失常，在精神病院裡度過了他生命的最後7年。
乙醚之戰斷送了兩位有才華的科學家的學術生命，著實可惜，可歎。
無痛分娩
現在我們把鏡頭轉向英國的外科舞臺。美國發表在醫學雜誌上有關用乙醚進行無痛外科手術成功的文章傳到英國，一位著名的外科醫生，倫敦大學醫院的李斯通（Robert Liston），在1846年12月21日 第一次用乙醚麻醉做外科手術，給一名病人截去下肢。李斯通向觀眾宣佈：“先生們，我們現在試驗一下美國佬的詭計，讓人失去知覺。”病人被乙醚麻醉後，李斯 通迅速在病人的大腿上動手切割。幾分鐘後，病人坐了起來問大夫：“你們準備什麼時候開始？我不想做這個手術了。”當李斯通指給病人看放在地上被切下來的大 腿時，病人大哭。李斯通轉向觀眾說：“先生們，美國佬完全擊敗了催眠術！”李斯通成功的手術很快影響了英國外科界。
愛丁堡大學產科主任辛普森（James Y.Simpson）一直為產婦分娩時的劇痛所困擾。當得知乙醚無痛外科手術成功的消息後，他去拜訪了李斯通。李斯通證實了消息的可靠性，但提醒他，外科手術只是幾分鐘的事，而分娩是個長時間的過程，應該慎重。辛普森仍想用乙醚作無痛分娩。他有一位病人，骨盆畸形，第一次分娩時劇痛持續3天還未生下來，為了挽救產婦的生命不得不採用碎胎術。1847年1月，這個婦女又要分娩。辛普森決定使用乙醚麻醉讓她把孩子生下來。整個產程病人沒有痛覺和知覺，但當孩子剛生下來後病人就蘇醒了。這使辛普森非常高興，並受到鼓舞。以後他多次將乙醚用於無痛分娩，均獲得了成功。
不是所有的產科醫生都同意 辛普森的做法，有的醫生認為乙醚麻醉只能應用於個別特殊情況的分娩。辛普森自己對使用乙醚也有所保留，這是因為乙醚的氣味讓人討厭，同時乙醚的刺激性常引 起產婦的嚴重咳嗽，更糟糕的是乙醚的燃燒和爆炸性。特別是在病人家中分娩時，晚上要點燃好多支蠟燭照明，天氣寒冷時，屋內還需生火取暖，這些火源引起的乙 醚的燃燒、爆炸常帶來災難，辛普森決定尋找能代替乙醚的安全麻醉劑。
4 氯仿也是一種麻醉劑
氯仿晚會
辛普森尋找新麻醉劑的方 法，是請他的朋友和鄰居在晚上到他的家裡來，坐在一起用鼻子聞他們能找到的各種能揮發的液體，看能產生什麼效果。他們試驗了許多種液體，例如丙酮、苯、碘 仿等等，並未發現能產生麻醉作用的物質。這是一種相當冒險的方法，是不可取的，因為不知道哪種物質有嚴重的毒性會危及生命。例如有一次辛普森去找化學家瑞 德（Wemyes Reid）， 問他有沒有新的具有揮發性的液體。瑞德的助手剛好制出乙烯的二溴化物。辛普森迫不及待，當時就要自己試試，遭到瑞德的拒絕，提出必須先用兔子做試驗。他們 取來兩隻兔子放在容器裡，向裡面通入乙烯二溴化物的蒸氣，很快兔子就麻醉了。辛普森非常興奮，馬上就要自己試驗。他的助手建議等第二天看看這兩隻兔子的情 況再說。但到第二天這兩隻兔子都死了。辛普森嚇出了一身冷汗。現在在新藥研究中，始終堅持這個原則，即新藥必須經過系統的、長期的動物試驗，證明它的毒性 很低和沒有嚴重副作用，然後經過國家組織的專家組審評後才能用人進行試驗。這是一個非常嚴肅的問題，讀者千萬不可模仿辛普森的做法，直接用自己或別人做試 驗。
由於迫不及待要找乙醚的替代品，辛普森仍舊採用自己試的方法。他和他的朋友又收集了一些有揮發性的液體，其中包括氯仿。在1847年11月的一個晚上，辛普森邀請他的朋友和鄰居攜夫人參加他和兩名助手試驗這些液體的晚會。試了幾種都沒有明顯的作用，於是輪到試驗氯仿（CHCl3）。 首先氯仿的香甜氣味讓晚會的參加者喜歡，接著感覺眼睛發亮，欣快而健談，晚會變得很熱烈，可以聽到各種奇談妙論，聲音越來越大，但過一會兒就變得安靜了， 然後大家就都倒下了。當辛普森醒過來後的第一個念頭就是：“它比乙醚的作用更強得多。”由於聞過氯仿後的欣快感和如醉如癡的感覺，不少人都願意使用。消息 傳開，很多人都效仿，晚上邀一些人在一起聞氯仿，這就是所謂的“氯仿晚會”。但是請讀者注意，現已瞭解氯仿對心臟和肝臟有嚴重的毒性。這就是為什麼氯仿已 不作為麻醉藥用的原因。因此，讀者千萬不要效仿“氯仿晚會”的做法，以免貽害終生。
氯仿與乙醚之爭
辛普森沒有耽誤時間，他先 用氯仿做小手術，然後又用於產科，均得到了滿意的結果。於是他進行了以氯仿為麻醉劑的外科手術示範表演。在演示會上他強調，氯仿優於乙醚之處是沒有爆炸 性，沒有刺激性，有令人愉快的氣味，作用比乙醚強，使用簡單。由於乙醚已經被外科界所接受，現在又出現個氯仿，於是不可避免地出現了兩派間的爭論。有人用 各種動物進行了乙醚和氯仿的比較，發現氯仿麻醉後的動物死亡率比乙醚高，說明氯仿的毒性大。贊成使用氯仿的人卻不顧這個實驗結果，只強調乙醚的缺點，而喜 歡使用乙醚的醫生則強調氯仿的毒性，不顧乙醚的缺點。最後幾乎是按地區形成兩大派，在美國主要使用乙醚，而氯仿主要在歐洲使用。
氯仿的結構式是CHCl3，為無色透明易流動的液體，有特殊臭味，味微甜，沸程 60℃～620℃，相對密度為1.474～1.479。氯仿易氧化分解產生光氣，毒性大，因此作為麻醉藥現已被淘汰。
來自宗教界的反對
辛普森使用麻醉劑於分娩， 遭到宗教界的反對，理由是分娩的劇痛是上帝對女人的懲罰。原來是夏娃偷吃了禁果，並慫恿亞當也吃了禁果，上帝為懲罰夏娃，要她生小孩，並加重痛苦，而無痛 分娩則違反了上帝的意志。辛普森巧妙地回答了宗教界的反對，他說，上帝讓亞當沉睡，從他身上取出一條肋骨做了夏娃，可見上帝是第一個使用麻醉方法的。他又 引用聖經上的話來為自己辯護，他說上帝創造的一切都是好的，上帝的恩賜我們不應拒絕。但這平息不了宗教界的反對，直到1853年4月，英國維多利亞女王生第八個孩子時使用了氯仿進行無痛分娩以後，宗教界就不再提這件事了。
醫學界對於使用麻醉藥於分娩也有反對意見，認為對母親嬰兒都有害。以後的實踐證明，全身麻醉藥可以通過胎盤傳到胎兒，引起嬰兒的窒息。長時期的全身麻醉會使產婦的子宮收縮力降低，造成分娩困難。因此現在分娩幾乎不用全身麻醉藥而僅使用局部麻醉藥。
5 尋找新麻醉劑
乙醚和氯仿都不是安全的麻醉劑。但是由於化學界當時還不能提供更多的易揮發性化合物供試驗，因此，人們一邊尋找新的更為安全的麻醉劑，一邊仍繼續使用這兩種麻醉劑。等找到更為安全的麻醉劑後，氯仿 於20世紀50年代被淘汰，只作為溶劑使用。
為英國維多利亞女王用氯仿麻醉分娩的麻醉師斯諾（John Snow），決定從當時可以提供的有機溶劑中尋找麻醉劑。他確定了一個原則，就是首先測定有機溶劑的沸點和在空氣中的飽和濃度，並與乙醚和氯仿相比較，性質相似的再用它做動物試驗。可惜由於他的早逝而未能繼續他的工作。5年後，他的學生理查森（Bernard W.Richardson）繼續系統地尋找具有麻醉或催眠作用的有機化合物。他發展了老師的想法，認為化合物的結構會影響其生理活性。但是他的理論並沒有促進新的吸入性麻醉劑的發現。
由於偶然的機會和研究者敏銳的觀察力，乙烯（CH2＝CH2）被發現了。
1908年，美國芝加哥大學植物實驗室的克拉克（William Crocker）和奈特（Lee Knight） 聽取了一個種植石竹的人提出的問題：他種植的石竹放在溫室裡時，盛開的花很快就閉上了，未開放的花蕾不會開，經濟損失嚴重，請兩位教授幫助找出問題的所 在。兩位教授立即開始工作，經過多方面的研究，發現溫室裡照明用的燃氣中含有的乙烯是罪魁禍首。為了證明這點，他們在空氣中加入2×10-6的乙烯，盛開的花放在這種空氣中就會閉上。後來他們又發現乙烯能損害很多種植物。克拉克和奈特的同事想，既然乙烯對植物有毒性，是不是對人也有毒害。於是就用動物做試驗，他們把動物放在含有4％體積的乙烯照明燃氣中後，這些動物都被麻醉了。然後他們就開始研究，可否把乙烯用作麻醉劑。大約用了5年的時間，到1923年2月他們準備發表他們的研究結果，此時，加拿大多倫多綜合醫院的麻醉師布朗（W.Eassen Brown）在多倫多醫學科學院報告了他用6個月的時間做的研究工作，他指出乙烯是一種有希望的麻醉劑。其實80年前（1849年），南尼萊 （Thomas Nunnely）已經發現乙烯具有麻醉作用，但他認為乙烯不夠安全而且難於製造，因此把它放棄了。布朗等人是在完全不知南尼萊的工作情況下，再次發現乙烯的麻醉作用的。
乙烯不像乙醚、氯仿那樣帶給人不適感覺，蘇醒也快，但它為氣體，使用起來不如乙醚、氯仿方便，而且也有爆炸的危險，因此到20世紀50年代發現了更好的麻醉劑後也被放棄了。
由於乙烯是氣體這一缺點，美國加里佛尼亞大學醫學院的裡克（Chauncey Leake）教授想，能否合成一種把乙烯和乙醚結合在一起的化合物。普林斯頓大學的梅吉（Randolph Major）教授為裡克合成了5個這類化合物，經測定它們的物理化學性質後，發現只有乙烯基乙醚的性質與乙醚相近。於是裡克用它做動物試驗，發現它有麻醉作用。在1930年，它被應用於臨床外科手術。
CH2=CH-O-CH=CH2
乙烯基乙醚
乙烯基乙醚對呼吸道粘膜的刺激作用比乙醚要弱得多。
乙烯基乙醚的發現，是將兩種有同樣作用的化合物的結構拼合在一起的這種想法的成功體現，開創了在研究新藥上的所謂“拼合原理”。這種做法至今還有應用。
乙烯基乙醚被第二次世界大戰後出現的氟烷類麻醉藥所代替。
1930年，麥基萊（Thomas Midgeley）接受美國通用汽車公司的委託，研究將一種無毒的不能燃 燒的低沸點化合物作為電冰箱的製冷劑。他接受這個委託後就考慮：化學元素週期表右邊的元素大都具有揮發性，有可能作為製冷劑，但它們大多具有毒性。同時惰 性氣體如氦、氖、氬、氪、氙的揮發性又太大，需要很高的壓力才能液化。他逐個考慮元素週期表右邊的各元素，刪除可能具有燃燒性和毒性的元素，最後認為，如 果將氟與碳氫化合物結合，形成碳—氟鍵應該相當穩定，在一般條件下不會釋放出氟或氟化氫，因而毒性應該不大。他首先合成了二氯一氟甲烷（CHFCl2），然後立即用豚鼠做試驗，發現對豚鼠並無毒性，肯定這個化合物在正常使用的情況下是一種無毒的製冷劑。有人試驗了這類化合物的麻醉作用，發現它們的麻醉作用弱，不可能應用於臨床。
第二次世界大戰期間，人們合成了許多穩定的氟化碳氫化合物，並將它們用作生產原子彈所需的六氟化鈾（UF6）的溶劑。大戰以後人們從這些化合物中篩選麻醉劑，試驗結果表明，容易揮發的化合物對動物具有驚厥作用（即中樞興奮作用），含有較大相對原子品質元素的化合物則具有比乙醚、氯仿要安全的麻醉作用。其中最有希望的化合物為二溴三氟乙烷（CHBr2CF3），但其麻醉作用仍不夠強。根據這些篩選的結果，美國俄亥俄醫藥產品實驗室合成了更多的氟化合物。當時，麻醉劑爆炸的問題曾使麻醉師產生恐懼心理，因此他們著重考慮非爆炸性這個問題。第一個合成的化合物雖然不能燃燒，但沒有麻醉作用。他們一直進行合成研究，直到第24個化合物產生，才出現了較強的麻醉作用，但它仍有可燃性，可並不像乙醚那樣容易燃燒。於是對這個化合物進行廣泛的動物試驗後，於1953年4月由志願者做人體麻醉的試驗，1956年進行臨床試驗。這個化合物叫做氟乙烯醚。由於它有可燃的缺點，所以在氟烷出現以後就被替代了。
CF3=CH2—O—CH=CH2 CF3CHClBr
氟乙烯醚 氟烷
在完全不知道美國人所做的上述工作的情況下，英國ICI公司化學部的負責人弗格森（James Ferguson），1950年閱讀公司做的有關用於分離鈾同位素的溶劑報告時，發現這些溶劑完全不與六氟化鈾反應，非常穩定。他認為應該用它們試一試，看是否有麻醉作用。他把這項工作交給了薩克林（Charles Suckling）。於是薩克林擬定了挑選這些化合物的條件，第一就是低毒性，其次是沒有爆炸性，然後是具有一定程度的揮發性，麻醉作用較強，作用發生得較快，而且不發生意外和不刺激呼吸系統。經過挑選，這些化合物均不符合上述條件。於是他就自己合成，到1953年1月，他合成的第6個化合物完全符合他擬定的條件。又經過3年細緻、深入的研究，他把這個化合物送做臨床研究，證明能很順利地產生麻醉作用，對迴圈、呼吸系統沒有什麼副作用，病人蘇醒後也大都沒有噁心的感覺。這個化合物就是氟烷。
氟烷為無色、易流動的重質液體，相對密度為1.871～1.875，有類似氯仿的氣味，味甜。它可與乙醇、氯仿、乙醚等混合，微溶于水（1∶400）。
其他一些公司又合成了一些類似物，其中值得一提的是甲氧氟烷。它是1948年作為製造原子彈的曼哈頓計畫的一部分內容，由美國康涅爾大學合成。在20世紀60年代，它被發現具有很好的麻醉作用和鎮痛作用。以後，人們將它發展成為臨床應用的一種吸入性麻醉劑。
CH3OCF2CHCl2
甲氧氟烷
6 尋找局部麻醉藥
做小的外科手術，如切掉皮 膚上的疣等，似乎沒有必要讓病人完全失去知覺。特別是有些手術需要病人的配合才能順利進行，如做眼科手術，為了手術的需要，大夫經常要求病人把眼睛儘量向 下看或向上看，如果病人完全失去知覺就無法配合了。發現氯仿麻醉作用的辛普森曾經提出，能否讓病人在不失去知覺的情況下產生麻醉作用。有些人認為辛普森的 這個想法，比他發現氯仿麻醉作用的貢獻還要大。因此，局部麻醉藥的尋找在150年前就已經開始了。
早期的局部麻醉方法
在局部麻醉情況下進行手術，實際上在1812年就已經開始了，不過不是有意使用的。在拿破崙於1812年在莫斯科潰敗時，他的首席外科醫生發現，在零下二三十度下做截肢手術，傷患痛覺減輕許多，手術後恢復得也比較快。這實際上就是冷凍麻醉下的手術。1848年英國的阿諾特（James Arnott）就是模仿這種做法，將裝有碎冰鹽的豬膀胱放在皮膚上，用以克服切開皮膚時產生的疼痛。
曾為英國維多利亞女王做無 痛分娩的麻醉師斯諾，也為尋找不失去知覺的麻醉劑做過不少的工作。他試驗了包括固體二氧化碳（乾冰）在內的許多冷凍劑和它們的混合物。由於他的早逝，他的 學生理查森繼續了這項工作。理查森看到英國女士們使用的科隆香水（就是香水被放在一個小瓶子內，用一個噴嘴，通過捏一個橡皮球將香水噴出來）便來了靈感。 他想，能不能用低沸點的溶劑代替香水噴在皮膚上，產生冷凍麻醉的效果。他首先試著將乙醚噴在皮膚上，局部麻醉效果很好，證明這種局麻方法可以應用於許多小 手術。以後他又試用了石油醚、溴乙烷、氯乙烷，同時改進了噴霧的裝置，於是理查森的噴霧劑在歐洲廣泛使用。
CH3CH2Br CH3CH2Cl
溴乙烷 氯乙烷
理查森的噴霧劑刺激性很大，對眼睛可造成傷害，無法用於眼科。柯勒（Carl Koller）從1882年就決定尋找能適用於眼科的局部麻醉劑。他試用水合氯醛、溴化鈉和嗎啡（當時還不知道嗎啡的化學結構）於動物的眼內，觀察是否有麻醉作用，因為水合氯醛和溴化鈉都有催眠鎮靜作用。結果發現它們都能損傷眼睛。尋找眼科局部麻醉劑的願望也就未能實現。
可卡因的局部麻醉作用
1884年，柯勒的一位好朋友弗瑞德（Sigmund Freud），要求他幫助解決為什麼玻利維亞、智利等國的印第安人咀嚼古柯樹的葉子可以解除疲勞的問題。柯勒答應參加他的試驗工作。
古柯樹葉在19世紀中葉傳入歐洲，1860年，尼曼（Albert Niemann） 從中成功地分離出純的可卡因結晶。可卡因是一種鹼性有機化合物，即生物鹼。人們把從植物中分離出的鹼性有機化合物統稱為生物鹼。當時人們認為可卡因是和咖 啡因（從茶葉和咖啡中分離出的生物鹼）相似的溫和興奮劑，把它放在飲料和酒中飲用，完全不知道它具有成癮性。英國人當時懷疑可卡因是否真有任何的生理作 用，現在我們知道，可卡因是一種有興奮作用的成癮性毒品。
柯勒曾經希望可卡因能有局 部麻醉作用，但是弗瑞德的研究報告指出，可卡因是一種興奮性生物鹼，因而他不再考慮將可卡因用於局部麻醉試驗。他們用可卡因來解除一位朋友的嗎啡成癮性， 但得到了悲劇性的結果，這位朋友又染上了可卡因的成癮性。於是弗瑞德不得不放棄用可卡因進行精神治療的打算。
弗瑞德的一位同事說，可卡 因使他的舌頭麻木。柯勒回答說，這不新鮮，所有服用可卡因的人都有這種感覺。就在這一瞬間，柯勒意識到他可能無意中遇到了一個能用於眼睛的麻醉藥。他立即 回到自己的實驗室，把鹽酸可卡因溶於蒸餾水中，再向蛙的一隻眼中滴了幾滴這種溶液，幾秒鐘後這隻眼的反射就消失了，大約又過了1分 鐘，他用針尖輕觸這隻眼的角膜，沒有反射動作，甚至用針尖刺傷這隻眼也沒有反應，而另一隻眼則和平常一樣，對輕微觸摸即有反應。他非常興奮，用同樣的方法 試驗了兔和狗的眼睛，得到了同樣的結果。然後，柯勒和他的助手彼此向對方的眼中滴入可卡因溶液，對著鏡子用大頭針的頭觸摸角膜，沒有任何感覺，也沒有任何 的不適感。他把他的發現寫成文章，托他的一位去參加1884年9月15日在海德堡舉行的眼科會議的朋友在會上宣讀並做演示。文章受到與會者的極大歡迎。1個月之內可卡因便在全歐洲乃至美國普遍使用，柯勒在全世界的醫學界成了著名人物。柯勒是個猶太人，儘管他變成了一位著名的醫生，可是在幾個月以後發生的反猶太人的運動中，他還是不得不搬出維也納，後來定居於紐約。
普魯卡因的發現
可卡因的廣泛應用，使其價格不斷上升，同時可卡因的毒性及成癮性的報導也逐漸增多，人們不得不尋找毒性低和無成癮性的麻醉藥。
1892年，慕尼克大學化學教授愛因赫（Albert Einhorn）推測了可卡因的化學結構。柏林大學的莫林（George Merling）根據愛因赫推測的結構式推想，可卡因結構中的兩個環對局部麻醉作用不一定都是必要的。於是他設想把五元環打開而保留六元環，合成了一些呱啶的衍生物，發現其中的α-優卡因具有很強的麻醉作用。α-優卡因於1896年上市，在臨床使用中，病人抱怨說用α-優卡因麻醉眼睛有燒灼感。不久，α-優卡因就被β-優卡因代替。後者的毒性比可卡因弱，麻醉作用也略弱於可卡因，但仍未能消除對眼睛的刺激性。
愛因赫想進一步瞭解優卡因的六元含氮環（即呱啶環）是否與麻醉作用有關，就合成了一些苯環上帶有羧酸酯類的化合物，以試試它們有沒有麻醉作用，因為可卡因分子中就有苯甲酸酯的結構部分。結果發現其中有一些化合物具有麻醉作用，其中的奧索方（又名奧索卡因）于1896年應用於臨床，外用於傷口止痛。因為這種藥不溶于水，故不能做成溶液滴入眼睛中。奧索方在傷口的停留時間較長，可以維持麻醉作用達幾小時。由於奧索方合成起來比較困難，故價格較貴，因此被其異構體新奧索方所代替。
瑞瑟特（E.Risert）在1890年就發現對-氨基苯甲酸乙酯能使舌頭麻木，但由於它不溶于水就沒有考慮它的臨床應用問題。等奧索方應用於傷口止痛以後，瑞瑟特又重新考慮應用對-氨基苯甲酸乙酯的可能性。1902年， 這個化合物被用作表面麻醉藥，稱為“麻因”，以後定名為苯佐卡因。瑞瑟特曾想把麻因做成鹽酸鹽，以便能做成水溶液注射應用。但是，麻因的氨基雖然是鹼性基 團，因為與苯環相連而使鹼性減弱，因此與鹽酸（強酸）形成鹽後是種酸性鹽，其水溶液的酸性很強，刺激性太大，不能注射應用。他又試驗了用其他幾種酸做成 鹽，都沒有成功。
奧索方的成功使愛因赫深受 鼓舞，他也想做一些可以溶于水以便能注射應用的衍生物。他把鹼性的氨基連在烷基上，因為這種氨基的鹼性比苯環上的氨基鹼性要強得多。在他合成的一些帶有脂 肪族的氨基化合物中，經實驗發現有一個化合物具有麻醉作用，但麻醉作用不強，需用較濃的溶液。這個化合物曾一度被用於臨床，稱尼凡寧，它的毒性比可卡因、 優卡因都小，可是濃溶液的刺激性比較大，不久就被後來發現的較好藥物所代替。
當阿米洛卡因問世後，愛因赫立即想到，如果把阿米洛卡因及苯佐卡因的特點結合在一起，一定可以得到一種更好的麻醉藥。因此他就合成了一些對氨基苯甲酸與氨基醇形成的酯化合物。經過動物試驗後，他把最有希望的一個化合物送到萊比錫的布朗（Heinreich Braun）教授那裡，用志願者和自己做試驗，認為該化合物比當時所有的局部麻醉藥的刺激性都小，但作用時間短暫，必須用濃溶液。而濃溶液產生的毒性和刺激性與可卡因相似，這樣就把它的優點給抵消了。
1885年美國的柯寧（Leonard Corning）發現，用止血帶紮住用藥的局部，阻止局部的血液迴圈，可 以加強可卡因的麻醉作用，延長麻醉時間，因為可卡因可以不被迴圈的血液帶走。使用這種方法可以減少可卡因的用量，因而減輕了它的毒性。這個做法很快便傳到 歐洲大陸，並廣泛應用於外科手術，只是不能應用於手指和腳趾的手術。1900年，布朗讀到一篇文章，提到將腎上腺的提取物應用于局部時，可以使局部的血管收縮。他立即想到若把腎上腺提取物應用於局部麻醉藥中，可以收到使用止血帶的效果。他用腎上腺的提取物與可卡因混合注射到自己的手臂上，發現其麻醉作用不但加強而且麻醉持續時間也延長了。4年 後，在他研究愛因赫送來的這個新化合物時，已經從腎上腺提取物中分離出純的腎上腺素。布朗想，能否把愛因赫的新化合物與腎上腺素混合使用，以降低其濃度和 延長麻醉時間。試驗結果達到了他的預想。這樣愛因赫的新化合物就以奴佛卡因的名字上市，後來改名為普魯卡因。這是在臨床上迄今還在使用的局部麻醉藥。
自1884年發現可卡因的局部麻醉作用後，人們就開始了替代品的尋找工作。經過20年的努力，終於發現比可卡因更好且沒有成癮性的阿米洛卡因和普魯卡因。這兩個化合物的化學結構要比可卡因簡單得多，容易用化學合成方法大規模生產。比較這3種藥物的化學結構，人們可以看出，苯甲酸酯是它們的共同部分，而可卡因的複雜雙環結構，只不過相當於氨基醇的鏈狀結構。由此人們認識到，複雜天然產物的結構有可能進行簡化而保留或提高其原有的生理作用。從此便開闢了簡化天然產物的結構，尋找新藥的研究途徑。
7 麻醉藥的功勞
阿米洛卡因和普魯卡因屬於芳甲酸酯類。後來人們又發現了醯胺類、芳香酮類、醚類等多種結構的局部麻醉藥。全身麻醉藥中除了吸入性麻醉藥外，人們還發現可以靜脈注射的全身麻醉藥。眾多的麻醉藥，為醫生根據手術的需要提供了選擇的餘地。
外科大夫現在可以做許多精細複雜的手術，例如可以把頭顱打開進行腦部的手術，可以在顯微鏡下進行斷手再植，可以打開胸腔進行心臟、肺臟的手術，可以做器官移植。更有報導說，國外用猴子做試驗，進行換頭手術。相比於100多 年前外科醫生只能以快取勝，在幾分鐘內做一些截肢、腹部摘除腫物等手術，外科的發展是驚人的。這一方面固然是外科學本身不斷發展的結果，而更重要的是麻醉 藥的發現和應用以及消毒方法的應用。設想在病人痛苦的嚎叫下，醫生怎麼可能做這些精細、複雜的手術？手術後感染也是導致病人死亡的重要原因。在現有的消毒 方法和技術的條件下，手術後醫生還要給病人使用抗菌藥物，以防止感染的發生。
外科大夫用自己的精湛技術為病人解除痛苦，甚至挽救生命，病人及其家屬對大夫的感激是理所當然的。病人也會感謝麻醉師和護士，沒有他們的密切配合，手術也不可能成功。但病人卻從來不會感謝研究麻醉藥和生產麻醉藥的人們，這些人的功勞是不應該被忽視的。
2 第一種麻醉藥——笑氣
笑氣麻醉作用的發現
麻醉藥的發現要追溯到18世紀後葉，英國的傑出化學家普利斯特列（Joseph Priestley）和法國的拉瓦西（Lavoisier）對空氣中氧的發現和氧的效用的認識。普利斯特列在1771年製造出氧氣，1772年製造出了氧化亞氮（N2O），這就是後來成為第一種麻醉藥的笑氣。1775年 他報告了他的發現，並指出蠟燭在氧氣中燃燒得更旺。他把老鼠分別放在密閉的同體積的氧氣和空氣中，在氧氣中的老鼠可以活的時間更長。拉瓦西的研究則側重於 氧氣與呼吸的關係，他通過實驗表明空氣中有兩種氣體，一種與燃燒和呼吸有關，另一種是惰性的（後來證明惰性氣體不是單一的成分）。他發現動物對氧的消耗與 從事的活動和餵養的食物類型有關，還和環境的溫度有關。他的這些觀察已涉及到呼吸的基礎理論問題。由於人們對氧氣在呼吸及維持生命中作用的瞭解，後來在吸 入性全身麻醉藥中都需要加入一定比例的氧氣，這不能不說是與普利斯特列和拉瓦西的研究工作有關。
可惜的是，由於法國的革命，中斷了這兩位化學家的研究工作，不然麻醉藥的發現可能會提前幾十年。拉瓦西在1794年被法國的革命派送上了斷頭臺。普利斯特列由於同情和支持法國革命遭到暴徒襲擊，他們燒毀了他的家和他的全部科學實驗結果，迫使他後來遷居美洲，因而中斷了實驗研究。
英國的貝道斯（Thomas Beddoes）在牛津大學學習時，就對化學很感興趣，特別是對當時發展很快的氣體領域更感興趣。他提出吸入各種氣體對於治療各種疾病，尤其是肺部的疾病有好處。這個觀點其實已被普利斯特列提出過。普利斯特列曾提出，吸入二氧化碳可以治療“肺潰瘍”。貝道斯在1794年建立了“氣體力學研究所”，他第一個錄用的人叫大衛（Humphrey Davy）。大衛在貝道斯和其他醫生的指導下，製備和使用各種氣體，很快就掌握了由硝酸銨蒸餾製備各種不同純度的氧化亞氮的技術。1800年 他完成了他的論文，題目為《主要涉及氧化亞氮和呼吸的化學和哲學研究》。他的論文的第三部分，是各種動物吸入氧化亞氮的效用和對血液的作用。大衛注意到動 物在氧化亞氮中會失去知覺，但可以恢復。他在論文中寫了用一隻健壯的貓做實驗的詳細過程：“五分鐘後，它的脈搏很難感覺到，它不動了，似乎完全失去了知 覺。五分鐘後它被從容器中取出，幾秒鐘後它開始動了並做深吸氣，五分鐘後它試圖抬它的腿，在八九分鐘後它能走動……大約半個小時後它完全恢復了。”這是吸 入麻醉藥可以很快恢復知覺的極好描述。他也做了用氧氣與氧化亞氮混合氣體對動物的作用實驗，為以後使用吸入性麻醉藥要與氧混合提供了實驗依據。他在論文的 最後一部分寫了自己和同事使用氧化亞氮後的感覺。“在我完全耗盡肺中的空氣後，我從汞封的氣體容器中吸入純的氧化亞氮，立即產生欣快的感覺……”，“在實 驗中期，欣快感達到高潮，然後逐漸消失，肌肉上的壓力感覺也消失了，不再有感覺。……同時自控的能力完全被摧毀，因此我張著口的嘴唇逐漸垂落下來”。大衛 的同事使用氧化亞氮的感覺是：“它首先使我感到眩暈，同時我的手和腳感到刺痛，我好像失去了自身的重量，好像我是沉到了地下，然後我感到無力，不想活動， 甚至連呼吸都不能進行。……逐漸一陣昏迷和神志不清，氣體袋從我的手中落地。”這些都是氧化亞氮能產生麻醉作用的很好描述。大衛在論文的最後寫道：“氧化 亞氮可以毀掉身體的痛覺，它應用于不大量流血的外科手術過程可能是有好處的。”
大衛發表了他的論文以後，英國倫敦皇家哲學研究所注意到了他的工作並委任以化學助教，這樣就使得他以後成為了歷史上有名的化學家。他在“氣體動力研究所”僅兩年的時間，就為氧化亞氮發展成為麻醉藥打下了足夠的基礎。
笑氣晚會
大衛的論文，對於把氧化亞 氮應用於外科手術並未產生什麼影響。其原因之一是他的論文印的數量很少，看到的人不多；另一個原因是他的論文沒有著重於對氧化亞氮可使痛覺消失方面的描 述。相反，他描述吸入氧化亞氮引起的欣快感覺卻引起了一些人的興趣，而且還傳入了新大陸——美國。
當美國人知道了氧化亞氮能使人欣快，甚至能引起難以控制的狂笑時，就將它用作一種尋歡作樂的新方法。氧化亞氮就被名以“笑氣”並廣泛流傳了。
在美國的一些鄉村和小鎮 裡，經常出現一些雜耍藝人，他們推著裝有笑氣袋的小車，一村一鎮地巡迴演出。藝人吸入笑氣以後引起興奮和狂笑等各種各樣的怪狀，吸引了大量的觀眾，因此得 到不少的酬金。英國化學家的研究變為美國藝人的“生財之道”似乎是可悲的，但是，被“有心人”觀察並把笑氣發展為外科麻醉藥，這可謂是“無巧不成書”了。
美國的大學生、醫學生和一 些有身份的青年男女，別出心裁地組織“笑氣晚會”。參加晚會的人都吸入笑氣，然後大笑，如醉如癡，從中得到歡樂，使“笑氣晚會”成為“笑的晚會”、“狂歡 晚會”。這種做法在美國曾一度流行，有的地方還成立了“笑氣協會”，負責籌辦“笑氣晚會”和“笑氣講演”。
1844年12月10日，美國29歲的牙科醫生威爾斯（Horace Wells）和他的妻子一同到康奈狄卡州的哈特福德去看一次舞臺表演，那 次表演主要是介紹笑氣的製造，同時讓參加者也享受一下這種娛樂。表演者吸入笑氣後，很快就變得狂躁並跳下舞臺在表演廳裡追逐一名男子，不慎摔倒在一張椅子 上，在脛部劃了很深的一個口子。通常受這種傷是很痛的，但威爾斯注意到表演者若無其事，絲毫沒有疼痛和不舒服的表情。威爾斯上前去和他談話，問他是否很 疼，他卻回答說一點也不疼。有心的威爾斯就想到，笑氣也許能應用於牙科。
笑氣用作麻醉藥
威爾斯當時正因為有一顆智 齒疼痛而困擾著他。他也是懼怕拔牙的疼痛而遲遲不肯拔掉這顆牙。當天晚上，他就讓他的助手去說服組織那次表演的人，讓他試用笑氣於拔牙。第二天組織者帶來 一袋笑氣讓威爾斯吸，在威爾斯失去知覺後，助手迅速用鉗子拔出了那顆智齒。威爾斯蘇醒過來後說：並不疼，就像針紮了一下似的。於是他興奮地說：“拔牙的新 時代到來了”。這句話被記錄在麻醉學的史書中。
從此以後，威爾斯就開始將笑氣用於拔牙前的麻醉。這就是第一種麻醉藥的誕生經過。
笑氣的學名為氧化亞氮（N2O），它的相對分子品質為44.02，為無色氣體，味微甜，在室溫下非常穩定，比空氣重1.5倍，能助燃。它是由硝酸銨加熱分解而得：
1845年，威爾斯到波士頓去看望過去的合作者摩爾頓（William Thoma Green Morton），並一起去請教摩爾頓的老師、著名的地質化學家傑克遜（Charles Thomas Jackson） 教授有關笑氣的問題。傑克遜沒有回答他的問題，只是勸他停止這種研究。威爾斯沒有聽從傑克遜的勸告，他滿懷信心地向哈佛大學的學生作了一次“無痛拔牙”的 表演。表演時教室裡座無虛席，大家都對“無痛拔牙”很感興趣。十分不幸的是因為笑氣的用量不夠（因為當時沒有計量的方法），拔牙時病人大聲叫痛，參觀表演 的學生們嘲笑威爾斯是“騙子”，並把他噓出大門。此後，威爾斯雖然做了許多次無痛拔牙，而且都很成功，但是他的成就一直無法被公眾認可。
氧化亞氮（笑氣）由於其麻醉持續時間短，則只能應用於短時間的小手術。在威爾斯之後，氧化亞氮一直在臨床上用作麻醉藥。
3 乙醚應用於外科手術
乙醚麻醉作用的發現
1841年冬天，一個“笑氣講演團”來到美國一個被稱為傑弗遜的偏僻鄉村。該鄉的醫生朗（Crawford.W.Long）因為正在診治一位病人，未能參加這次講演和表演。事後聽人描述吸入笑氣後引起的種種奇形怪狀，很為未能親自目睹感到遺憾。村裡人要求朗提供笑氣也試試這種娛樂，但他手頭並沒有這種氣體，只有一些乙醚（CH3CH2OCH2CH3）。 朗在費城醫學院讀書時，在化學課上看到過用乙醚引起類似笑氣的現象。因此，他建議用乙醚代替笑氣試試，結果吸入乙醚的效果與笑氣引起的現象相仿。幾年後他 在給喬治亞州醫學會的信中寫道：“所有吸了乙醚的人都感到十分愉快；從此以後不但他們自己經常吸乙醚，還向別人介紹。這種做法很快在傑弗遜和一些鄰縣流 傳。我自己為了自娛也多次吸過乙醚。”
朗也是一位善於觀察和思考的人。他發現吸過乙醚的人像醉漢一樣，有時會摔倒，但當他們摔傷後卻沒有一個人說疼的。因此他想，乙醚也許可以作為麻醉藥應用於外科手術。這時恰好有一年輕人在頸部長了兩個瘤子，請他治病。1842年3月20日下午，朗用乙醚作麻醉劑為那位年輕人做了手術。他在病人的口鼻上放一塊手巾，然後倒上乙醚，在病人失去知覺以後，他迅速動手，只用了5分鐘就切除了一個瘤子，病人毫無反應。過了些天朗又為他切除了另外一個瘤子。這可以說是乙醚用作麻醉劑的第一個病例。但朗沒有立即發表他取得的成果，而是採取了謹慎的態度，否則，最早將乙醚用於外科手術的榮譽將無疑屬於他。7年以後即1849年12月，他才將他的發現發表，但為時已晚了。
原來摩爾頓在親眼看到韋爾 斯將氧化亞氮應用於拔牙的失敗以後，拜訪了威爾斯並討論了有關失敗的原因。摩爾頓認為，氧化亞氮不是一種理想的麻醉藥。然後他又去拜訪了地質化學家傑克遜 教授，說出了他的想法。傑克遜建議他用乙醚替代氧化亞氮。於是他先用他太太的愛犬在僻靜的河畔做試驗。他把狗放在一個玻璃罩內，裡面放有乙醚，不久狗就漸 漸“入睡”了。他取走玻璃罩，約3分鐘狗就“醒”了，並縱身跳入河水之中。他又用貓、鼠等動物做實驗，結果都是一樣。1846年9月30日， 他用浸有乙醚的手帕捂住自己的口鼻，使自己麻醉，七八分鐘後他蘇醒過來，感到非常興奮。當天晚上有一名病人因牙病找他治療，摩爾頓讓他吸了乙醚後，迅速拔 除了患者的病齒。病人毫無痛覺，感到非常滿意。摩爾頓是個很有心計的人，他請病人在他的手術記錄上簽了名，作為無痛拔牙的憑證。第二天，《波士頓日報》上 便刊登了這則“無痛拔牙”的消息。摩爾頓為了保守秘密，在乙醚中加入了顏色，並稱之為“忘川”之水（“Letheon”）。他又去哈佛大學找那位允許威爾斯做示範拔牙的沃倫（John Warren）教授，要求用“忘川”之水作公開表演。沃倫始終對麻醉手術感興趣，就答應了他的請求。摩爾頓曾目睹了威爾斯的失敗，他知道麻醉劑的給入方法是十分關鍵的。於是他去找儀器製造者為他設計了一個可調控的乙醚吸入器。
在約定的1846年10月16日上午10時， 沃倫教授已等在麻塞諸塞州總醫院的手術演示教室裡，病人也躺在了手術臺上，參觀演示的醫生、學生都準時到達了，但摩爾頓卻遲遲未出現。沃倫不斷地在嘴裡叨 念：“摩爾頓還不來，我猜他又被什麼事纏住了，讓我們還是用老方法手術吧！”就在這時，摩爾頓出現在演示室。原來他去取訂做的乙醚吸入器，遲到了15分鐘。他急忙給病人的口鼻上罩上剛制好的乙醚吸入器，開始給藥。病人掙扎了一下，大約四五分鐘就進入了麻醉狀態。摩爾頓對70高齡的沃倫教授輕聲地說：“您的病人已經準備好了。”這次手術是為病人切除先天性下頜瘤。沃倫在病人腫瘤部位切了一個二三英寸的口子，凝視了一會兒，等待著隨之而來的病人尖叫聲，可是病人卻很安靜。手術大約用5分鐘就完成了。沃倫轉向觀眾說：“先生們！這可不是騙人的。”
摩爾頓在演示成功後，立即向專利局申請了專利。在獲准專利後他才公開了乙醚的秘密，並於1846年12月15日在巴黎，12月21日在倫敦先後成功地用乙醚進行了外科手術。朗發表他的發現時正好晚了1年，但他比摩爾頓要早4年使用乙醚作麻醉藥。
乙醚之戰
乙醚的化學結構式為CH3CH2OCH2CH3，相對分子品質為74.12，為無色透明易流動的液體；有特殊臭味，味微甜，溶解于水（1∶12），與有機溶劑可任意混合；沸程為33.5℃～35.5℃，有極強的揮發性和燃燒性，乙醚的蒸氣與空氣混合後遇火能爆炸。它的制法為：
將制得的乙醚依次用水、亞硫酸氫鈉、高錳酸鉀（5％）、氫氧化鈉溶液及水洗，以除去酸性物、乙醛、還原性物質及過氧化物等雜質。用無水氯化鈣乾燥後蒸餾，收集33.5℃～35.5℃的餾分，加入少量的對苯二酚作抗氧劑（因為乙醚氧化為過氧化物後更容易爆炸）。
乙醚應用於外科手術後，使“無痛外科手術”得以實現。患者不再因劇烈的疼痛而休克或死在手術臺上，醫生也不必在撕心裂肺的嚎叫聲中匆忙手術。醫學界建議美國政府獎勵麻醉術的發明者，美國政府決定獎給發明人10萬美元。摩爾頓聲明他是首先將乙醚用於外科手術的人，沃倫教授可以作證。獎金似乎應該發給摩爾頓。可是傑克遜教授聲明說，是他建議摩爾頓使用乙醚的。師生因為爭奪獎金而反目。摩爾頓辯解說。他的老師只建議他局部使用乙醚，也就是用於拔牙，而且在申請專利時他已將發明權的10％ 讓給了傑克遜。摩爾頓沒有料到傑克遜在他發表乙醚麻醉拔牙的結果之前，已把向他建議使用乙醚替代氧化亞氮的事報告了法國醫學科學院，因此法國醫學科學院證 明是傑克遜發明了麻醉術。在當時，歐洲醫學界對北美醫學界的影響是很大的，法國的證明不容忽視。這樣，長時間的爭論沒有什麼結果，最後誰也沒有得到這份獎 金，美國政府因而節省了這筆開支。摩爾頓因長期訴訟花去了他所有的錢，最後不得不靠醫學團體的救濟生活，於1868年死於腦溢血。傑克遜由於精神失常，在精神病院裡度過了他生命的最後7年。
乙醚之戰斷送了兩位有才華的科學家的學術生命，著實可惜，可歎。
無痛分娩
現在我們把鏡頭轉向英國的外科舞臺。美國發表在醫學雜誌上有關用乙醚進行無痛外科手術成功的文章傳到英國，一位著名的外科醫生，倫敦大學醫院的李斯通（Robert Liston），在1846年12月21日 第一次用乙醚麻醉做外科手術，給一名病人截去下肢。李斯通向觀眾宣佈：“先生們，我們現在試驗一下美國佬的詭計，讓人失去知覺。”病人被乙醚麻醉後，李斯 通迅速在病人的大腿上動手切割。幾分鐘後，病人坐了起來問大夫：“你們準備什麼時候開始？我不想做這個手術了。”當李斯通指給病人看放在地上被切下來的大 腿時，病人大哭。李斯通轉向觀眾說：“先生們，美國佬完全擊敗了催眠術！”李斯通成功的手術很快影響了英國外科界。
愛丁堡大學產科主任辛普森（James Y.Simpson）一直為產婦分娩時的劇痛所困擾。當得知乙醚無痛外科手術成功的消息後，他去拜訪了李斯通。李斯通證實了消息的可靠性，但提醒他，外科手術只是幾分鐘的事，而分娩是個長時間的過程，應該慎重。辛普森仍想用乙醚作無痛分娩。他有一位病人，骨盆畸形，第一次分娩時劇痛持續3天還未生下來，為了挽救產婦的生命不得不採用碎胎術。1847年1月，這個婦女又要分娩。辛普森決定使用乙醚麻醉讓她把孩子生下來。整個產程病人沒有痛覺和知覺，但當孩子剛生下來後病人就蘇醒了。這使辛普森非常高興，並受到鼓舞。以後他多次將乙醚用於無痛分娩，均獲得了成功。
不是所有的產科醫生都同意 辛普森的做法，有的醫生認為乙醚麻醉只能應用於個別特殊情況的分娩。辛普森自己對使用乙醚也有所保留，這是因為乙醚的氣味讓人討厭，同時乙醚的刺激性常引 起產婦的嚴重咳嗽，更糟糕的是乙醚的燃燒和爆炸性。特別是在病人家中分娩時，晚上要點燃好多支蠟燭照明，天氣寒冷時，屋內還需生火取暖，這些火源引起的乙 醚的燃燒、爆炸常帶來災難，辛普森決定尋找能代替乙醚的安全麻醉劑。
4 氯仿也是一種麻醉劑
氯仿晚會
辛普森尋找新麻醉劑的方 法，是請他的朋友和鄰居在晚上到他的家裡來，坐在一起用鼻子聞他們能找到的各種能揮發的液體，看能產生什麼效果。他們試驗了許多種液體，例如丙酮、苯、碘 仿等等，並未發現能產生麻醉作用的物質。這是一種相當冒險的方法，是不可取的，因為不知道哪種物質有嚴重的毒性會危及生命。例如有一次辛普森去找化學家瑞 德（Wemyes Reid）， 問他有沒有新的具有揮發性的液體。瑞德的助手剛好制出乙烯的二溴化物。辛普森迫不及待，當時就要自己試試，遭到瑞德的拒絕，提出必須先用兔子做試驗。他們 取來兩隻兔子放在容器裡，向裡面通入乙烯二溴化物的蒸氣，很快兔子就麻醉了。辛普森非常興奮，馬上就要自己試驗。他的助手建議等第二天看看這兩隻兔子的情 況再說。但到第二天這兩隻兔子都死了。辛普森嚇出了一身冷汗。現在在新藥研究中，始終堅持這個原則，即新藥必須經過系統的、長期的動物試驗，證明它的毒性 很低和沒有嚴重副作用，然後經過國家組織的專家組審評後才能用人進行試驗。這是一個非常嚴肅的問題，讀者千萬不可模仿辛普森的做法，直接用自己或別人做試 驗。
由於迫不及待要找乙醚的替代品，辛普森仍舊採用自己試的方法。他和他的朋友又收集了一些有揮發性的液體，其中包括氯仿。在1847年11月的一個晚上，辛普森邀請他的朋友和鄰居攜夫人參加他和兩名助手試驗這些液體的晚會。試了幾種都沒有明顯的作用，於是輪到試驗氯仿（CHCl3）。 首先氯仿的香甜氣味讓晚會的參加者喜歡，接著感覺眼睛發亮，欣快而健談，晚會變得很熱烈，可以聽到各種奇談妙論，聲音越來越大，但過一會兒就變得安靜了， 然後大家就都倒下了。當辛普森醒過來後的第一個念頭就是：“它比乙醚的作用更強得多。”由於聞過氯仿後的欣快感和如醉如癡的感覺，不少人都願意使用。消息 傳開，很多人都效仿，晚上邀一些人在一起聞氯仿，這就是所謂的“氯仿晚會”。但是請讀者注意，現已瞭解氯仿對心臟和肝臟有嚴重的毒性。這就是為什麼氯仿已 不作為麻醉藥用的原因。因此，讀者千萬不要效仿“氯仿晚會”的做法，以免貽害終生。
氯仿與乙醚之爭
辛普森沒有耽誤時間，他先 用氯仿做小手術，然後又用於產科，均得到了滿意的結果。於是他進行了以氯仿為麻醉劑的外科手術示範表演。在演示會上他強調，氯仿優於乙醚之處是沒有爆炸 性，沒有刺激性，有令人愉快的氣味，作用比乙醚強，使用簡單。由於乙醚已經被外科界所接受，現在又出現個氯仿，於是不可避免地出現了兩派間的爭論。有人用 各種動物進行了乙醚和氯仿的比較，發現氯仿麻醉後的動物死亡率比乙醚高，說明氯仿的毒性大。贊成使用氯仿的人卻不顧這個實驗結果，只強調乙醚的缺點，而喜 歡使用乙醚的醫生則強調氯仿的毒性，不顧乙醚的缺點。最後幾乎是按地區形成兩大派，在美國主要使用乙醚，而氯仿主要在歐洲使用。
氯仿的結構式是CHCl3，為無色透明易流動的液體，有特殊臭味，味微甜，沸程 60℃～620℃，相對密度為1.474～1.479。氯仿易氧化分解產生光氣，毒性大，因此作為麻醉藥現已被淘汰。
來自宗教界的反對
辛普森使用麻醉劑於分娩， 遭到宗教界的反對，理由是分娩的劇痛是上帝對女人的懲罰。原來是夏娃偷吃了禁果，並慫恿亞當也吃了禁果，上帝為懲罰夏娃，要她生小孩，並加重痛苦，而無痛 分娩則違反了上帝的意志。辛普森巧妙地回答了宗教界的反對，他說，上帝讓亞當沉睡，從他身上取出一條肋骨做了夏娃，可見上帝是第一個使用麻醉方法的。他又 引用聖經上的話來為自己辯護，他說上帝創造的一切都是好的，上帝的恩賜我們不應拒絕。但這平息不了宗教界的反對，直到1853年4月，英國維多利亞女王生第八個孩子時使用了氯仿進行無痛分娩以後，宗教界就不再提這件事了。
醫學界對於使用麻醉藥於分娩也有反對意見，認為對母親嬰兒都有害。以後的實踐證明，全身麻醉藥可以通過胎盤傳到胎兒，引起嬰兒的窒息。長時期的全身麻醉會使產婦的子宮收縮力降低，造成分娩困難。因此現在分娩幾乎不用全身麻醉藥而僅使用局部麻醉藥。
5 尋找新麻醉劑
乙醚和氯仿都不是安全的麻醉劑。但是由於化學界當時還不能提供更多的易揮發性化合物供試驗，因此，人們一邊尋找新的更為安全的麻醉劑，一邊仍繼續使用這兩種麻醉劑。等找到更為安全的麻醉劑後，氯仿 於20世紀50年代被淘汰，只作為溶劑使用。
為英國維多利亞女王用氯仿麻醉分娩的麻醉師斯諾（John Snow），決定從當時可以提供的有機溶劑中尋找麻醉劑。他確定了一個原則，就是首先測定有機溶劑的沸點和在空氣中的飽和濃度，並與乙醚和氯仿相比較，性質相似的再用它做動物試驗。可惜由於他的早逝而未能繼續他的工作。5年後，他的學生理查森（Bernard W.Richardson）繼續系統地尋找具有麻醉或催眠作用的有機化合物。他發展了老師的想法，認為化合物的結構會影響其生理活性。但是他的理論並沒有促進新的吸入性麻醉劑的發現。
由於偶然的機會和研究者敏銳的觀察力，乙烯（CH2＝CH2）被發現了。
1908年，美國芝加哥大學植物實驗室的克拉克（William Crocker）和奈特（Lee Knight） 聽取了一個種植石竹的人提出的問題：他種植的石竹放在溫室裡時，盛開的花很快就閉上了，未開放的花蕾不會開，經濟損失嚴重，請兩位教授幫助找出問題的所 在。兩位教授立即開始工作，經過多方面的研究，發現溫室裡照明用的燃氣中含有的乙烯是罪魁禍首。為了證明這點，他們在空氣中加入2×10-6的乙烯，盛開的花放在這種空氣中就會閉上。後來他們又發現乙烯能損害很多種植物。克拉克和奈特的同事想，既然乙烯對植物有毒性，是不是對人也有毒害。於是就用動物做試驗，他們把動物放在含有4％體積的乙烯照明燃氣中後，這些動物都被麻醉了。然後他們就開始研究，可否把乙烯用作麻醉劑。大約用了5年的時間，到1923年2月他們準備發表他們的研究結果，此時，加拿大多倫多綜合醫院的麻醉師布朗（W.Eassen Brown）在多倫多醫學科學院報告了他用6個月的時間做的研究工作，他指出乙烯是一種有希望的麻醉劑。其實80年前（1849年），南尼萊 （Thomas Nunnely）已經發現乙烯具有麻醉作用，但他認為乙烯不夠安全而且難於製造，因此把它放棄了。布朗等人是在完全不知南尼萊的工作情況下，再次發現乙烯的麻醉作用的。
乙烯不像乙醚、氯仿那樣帶給人不適感覺，蘇醒也快，但它為氣體，使用起來不如乙醚、氯仿方便，而且也有爆炸的危險，因此到20世紀50年代發現了更好的麻醉劑後也被放棄了。
由於乙烯是氣體這一缺點，美國加里佛尼亞大學醫學院的裡克（Chauncey Leake）教授想，能否合成一種把乙烯和乙醚結合在一起的化合物。普林斯頓大學的梅吉（Randolph Major）教授為裡克合成了5個這類化合物，經測定它們的物理化學性質後，發現只有乙烯基乙醚的性質與乙醚相近。於是裡克用它做動物試驗，發現它有麻醉作用。在1930年，它被應用於臨床外科手術。
CH2=CH-O-CH=CH2
乙烯基乙醚
乙烯基乙醚對呼吸道粘膜的刺激作用比乙醚要弱得多。
乙烯基乙醚的發現，是將兩種有同樣作用的化合物的結構拼合在一起的這種想法的成功體現，開創了在研究新藥上的所謂“拼合原理”。這種做法至今還有應用。
乙烯基乙醚被第二次世界大戰後出現的氟烷類麻醉藥所代替。
1930年，麥基萊（Thomas Midgeley）接受美國通用汽車公司的委託，研究將一種無毒的不能燃 燒的低沸點化合物作為電冰箱的製冷劑。他接受這個委託後就考慮：化學元素週期表右邊的元素大都具有揮發性，有可能作為製冷劑，但它們大多具有毒性。同時惰 性氣體如氦、氖、氬、氪、氙的揮發性又太大，需要很高的壓力才能液化。他逐個考慮元素週期表右邊的各元素，刪除可能具有燃燒性和毒性的元素，最後認為，如 果將氟與碳氫化合物結合，形成碳—氟鍵應該相當穩定，在一般條件下不會釋放出氟或氟化氫，因而毒性應該不大。他首先合成了二氯一氟甲烷（CHFCl2），然後立即用豚鼠做試驗，發現對豚鼠並無毒性，肯定這個化合物在正常使用的情況下是一種無毒的製冷劑。有人試驗了這類化合物的麻醉作用，發現它們的麻醉作用弱，不可能應用於臨床。
第二次世界大戰期間，人們合成了許多穩定的氟化碳氫化合物，並將它們用作生產原子彈所需的六氟化鈾（UF6）的溶劑。大戰以後人們從這些化合物中篩選麻醉劑，試驗結果表明，容易揮發的化合物對動物具有驚厥作用（即中樞興奮作用），含有較大相對原子品質元素的化合物則具有比乙醚、氯仿要安全的麻醉作用。其中最有希望的化合物為二溴三氟乙烷（CHBr2CF3），但其麻醉作用仍不夠強。根據這些篩選的結果，美國俄亥俄醫藥產品實驗室合成了更多的氟化合物。當時，麻醉劑爆炸的問題曾使麻醉師產生恐懼心理，因此他們著重考慮非爆炸性這個問題。第一個合成的化合物雖然不能燃燒，但沒有麻醉作用。他們一直進行合成研究，直到第24個化合物產生，才出現了較強的麻醉作用，但它仍有可燃性，可並不像乙醚那樣容易燃燒。於是對這個化合物進行廣泛的動物試驗後，於1953年4月由志願者做人體麻醉的試驗，1956年進行臨床試驗。這個化合物叫做氟乙烯醚。由於它有可燃的缺點，所以在氟烷出現以後就被替代了。
CF3=CH2—O—CH=CH2 CF3CHClBr
氟乙烯醚 氟烷
在完全不知道美國人所做的上述工作的情況下，英國ICI公司化學部的負責人弗格森（James Ferguson），1950年閱讀公司做的有關用於分離鈾同位素的溶劑報告時，發現這些溶劑完全不與六氟化鈾反應，非常穩定。他認為應該用它們試一試，看是否有麻醉作用。他把這項工作交給了薩克林（Charles Suckling）。於是薩克林擬定了挑選這些化合物的條件，第一就是低毒性，其次是沒有爆炸性，然後是具有一定程度的揮發性，麻醉作用較強，作用發生得較快，而且不發生意外和不刺激呼吸系統。經過挑選，這些化合物均不符合上述條件。於是他就自己合成，到1953年1月，他合成的第6個化合物完全符合他擬定的條件。又經過3年細緻、深入的研究，他把這個化合物送做臨床研究，證明能很順利地產生麻醉作用，對迴圈、呼吸系統沒有什麼副作用，病人蘇醒後也大都沒有噁心的感覺。這個化合物就是氟烷。
氟烷為無色、易流動的重質液體，相對密度為1.871～1.875，有類似氯仿的氣味，味甜。它可與乙醇、氯仿、乙醚等混合，微溶于水（1∶400）。
其他一些公司又合成了一些類似物，其中值得一提的是甲氧氟烷。它是1948年作為製造原子彈的曼哈頓計畫的一部分內容，由美國康涅爾大學合成。在20世紀60年代，它被發現具有很好的麻醉作用和鎮痛作用。以後，人們將它發展成為臨床應用的一種吸入性麻醉劑。
CH3OCF2CHCl2
甲氧氟烷
6 尋找局部麻醉藥
做小的外科手術，如切掉皮 膚上的疣等，似乎沒有必要讓病人完全失去知覺。特別是有些手術需要病人的配合才能順利進行，如做眼科手術，為了手術的需要，大夫經常要求病人把眼睛儘量向 下看或向上看，如果病人完全失去知覺就無法配合了。發現氯仿麻醉作用的辛普森曾經提出，能否讓病人在不失去知覺的情況下產生麻醉作用。有些人認為辛普森的 這個想法，比他發現氯仿麻醉作用的貢獻還要大。因此，局部麻醉藥的尋找在150年前就已經開始了。
早期的局部麻醉方法
在局部麻醉情況下進行手術，實際上在1812年就已經開始了，不過不是有意使用的。在拿破崙於1812年在莫斯科潰敗時，他的首席外科醫生發現，在零下二三十度下做截肢手術，傷患痛覺減輕許多，手術後恢復得也比較快。這實際上就是冷凍麻醉下的手術。1848年英國的阿諾特（James Arnott）就是模仿這種做法，將裝有碎冰鹽的豬膀胱放在皮膚上，用以克服切開皮膚時產生的疼痛。
曾為英國維多利亞女王做無 痛分娩的麻醉師斯諾，也為尋找不失去知覺的麻醉劑做過不少的工作。他試驗了包括固體二氧化碳（乾冰）在內的許多冷凍劑和它們的混合物。由於他的早逝，他的 學生理查森繼續了這項工作。理查森看到英國女士們使用的科隆香水（就是香水被放在一個小瓶子內，用一個噴嘴，通過捏一個橡皮球將香水噴出來）便來了靈感。 他想，能不能用低沸點的溶劑代替香水噴在皮膚上，產生冷凍麻醉的效果。他首先試著將乙醚噴在皮膚上，局部麻醉效果很好，證明這種局麻方法可以應用於許多小 手術。以後他又試用了石油醚、溴乙烷、氯乙烷，同時改進了噴霧的裝置，於是理查森的噴霧劑在歐洲廣泛使用。
CH3CH2Br CH3CH2Cl
溴乙烷 氯乙烷
理查森的噴霧劑刺激性很大，對眼睛可造成傷害，無法用於眼科。柯勒（Carl Koller）從1882年就決定尋找能適用於眼科的局部麻醉劑。他試用水合氯醛、溴化鈉和嗎啡（當時還不知道嗎啡的化學結構）於動物的眼內，觀察是否有麻醉作用，因為水合氯醛和溴化鈉都有催眠鎮靜作用。結果發現它們都能損傷眼睛。尋找眼科局部麻醉劑的願望也就未能實現。
可卡因的局部麻醉作用
1884年，柯勒的一位好朋友弗瑞德（Sigmund Freud），要求他幫助解決為什麼玻利維亞、智利等國的印第安人咀嚼古柯樹的葉子可以解除疲勞的問題。柯勒答應參加他的試驗工作。
古柯樹葉在19世紀中葉傳入歐洲，1860年，尼曼（Albert Niemann） 從中成功地分離出純的可卡因結晶。可卡因是一種鹼性有機化合物，即生物鹼。人們把從植物中分離出的鹼性有機化合物統稱為生物鹼。當時人們認為可卡因是和咖 啡因（從茶葉和咖啡中分離出的生物鹼）相似的溫和興奮劑，把它放在飲料和酒中飲用，完全不知道它具有成癮性。英國人當時懷疑可卡因是否真有任何的生理作 用，現在我們知道，可卡因是一種有興奮作用的成癮性毒品。
柯勒曾經希望可卡因能有局 部麻醉作用，但是弗瑞德的研究報告指出，可卡因是一種興奮性生物鹼，因而他不再考慮將可卡因用於局部麻醉試驗。他們用可卡因來解除一位朋友的嗎啡成癮性， 但得到了悲劇性的結果，這位朋友又染上了可卡因的成癮性。於是弗瑞德不得不放棄用可卡因進行精神治療的打算。
弗瑞德的一位同事說，可卡 因使他的舌頭麻木。柯勒回答說，這不新鮮，所有服用可卡因的人都有這種感覺。就在這一瞬間，柯勒意識到他可能無意中遇到了一個能用於眼睛的麻醉藥。他立即 回到自己的實驗室，把鹽酸可卡因溶於蒸餾水中，再向蛙的一隻眼中滴了幾滴這種溶液，幾秒鐘後這隻眼的反射就消失了，大約又過了1分 鐘，他用針尖輕觸這隻眼的角膜，沒有反射動作，甚至用針尖刺傷這隻眼也沒有反應，而另一隻眼則和平常一樣，對輕微觸摸即有反應。他非常興奮，用同樣的方法 試驗了兔和狗的眼睛，得到了同樣的結果。然後，柯勒和他的助手彼此向對方的眼中滴入可卡因溶液，對著鏡子用大頭針的頭觸摸角膜，沒有任何感覺，也沒有任何 的不適感。他把他的發現寫成文章，托他的一位去參加1884年9月15日在海德堡舉行的眼科會議的朋友在會上宣讀並做演示。文章受到與會者的極大歡迎。1個月之內可卡因便在全歐洲乃至美國普遍使用，柯勒在全世界的醫學界成了著名人物。柯勒是個猶太人，儘管他變成了一位著名的醫生，可是在幾個月以後發生的反猶太人的運動中，他還是不得不搬出維也納，後來定居於紐約。
普魯卡因的發現
可卡因的廣泛應用，使其價格不斷上升，同時可卡因的毒性及成癮性的報導也逐漸增多，人們不得不尋找毒性低和無成癮性的麻醉藥。
1892年，慕尼克大學化學教授愛因赫（Albert Einhorn）推測了可卡因的化學結構。柏林大學的莫林（George Merling）根據愛因赫推測的結構式推想，可卡因結構中的兩個環對局部麻醉作用不一定都是必要的。於是他設想把五元環打開而保留六元環，合成了一些呱啶的衍生物，發現其中的α-優卡因具有很強的麻醉作用。α-優卡因於1896年上市，在臨床使用中，病人抱怨說用α-優卡因麻醉眼睛有燒灼感。不久，α-優卡因就被β-優卡因代替。後者的毒性比可卡因弱，麻醉作用也略弱於可卡因，但仍未能消除對眼睛的刺激性。
愛因赫想進一步瞭解優卡因的六元含氮環（即呱啶環）是否與麻醉作用有關，就合成了一些苯環上帶有羧酸酯類的化合物，以試試它們有沒有麻醉作用，因為可卡因分子中就有苯甲酸酯的結構部分。結果發現其中有一些化合物具有麻醉作用，其中的奧索方（又名奧索卡因）于1896年應用於臨床，外用於傷口止痛。因為這種藥不溶于水，故不能做成溶液滴入眼睛中。奧索方在傷口的停留時間較長，可以維持麻醉作用達幾小時。由於奧索方合成起來比較困難，故價格較貴，因此被其異構體新奧索方所代替。
瑞瑟特（E.Risert）在1890年就發現對-氨基苯甲酸乙酯能使舌頭麻木，但由於它不溶于水就沒有考慮它的臨床應用問題。等奧索方應用於傷口止痛以後，瑞瑟特又重新考慮應用對-氨基苯甲酸乙酯的可能性。1902年， 這個化合物被用作表面麻醉藥，稱為“麻因”，以後定名為苯佐卡因。瑞瑟特曾想把麻因做成鹽酸鹽，以便能做成水溶液注射應用。但是，麻因的氨基雖然是鹼性基 團，因為與苯環相連而使鹼性減弱，因此與鹽酸（強酸）形成鹽後是種酸性鹽，其水溶液的酸性很強，刺激性太大，不能注射應用。他又試驗了用其他幾種酸做成 鹽，都沒有成功。
奧索方的成功使愛因赫深受 鼓舞，他也想做一些可以溶于水以便能注射應用的衍生物。他把鹼性的氨基連在烷基上，因為這種氨基的鹼性比苯環上的氨基鹼性要強得多。在他合成的一些帶有脂 肪族的氨基化合物中，經實驗發現有一個化合物具有麻醉作用，但麻醉作用不強，需用較濃的溶液。這個化合物曾一度被用於臨床，稱尼凡寧，它的毒性比可卡因、 優卡因都小，可是濃溶液的刺激性比較大，不久就被後來發現的較好藥物所代替。
當阿米洛卡因問世後，愛因赫立即想到，如果把阿米洛卡因及苯佐卡因的特點結合在一起，一定可以得到一種更好的麻醉藥。因此他就合成了一些對氨基苯甲酸與氨基醇形成的酯化合物。經過動物試驗後，他把最有希望的一個化合物送到萊比錫的布朗（Heinreich Braun）教授那裡，用志願者和自己做試驗，認為該化合物比當時所有的局部麻醉藥的刺激性都小，但作用時間短暫，必須用濃溶液。而濃溶液產生的毒性和刺激性與可卡因相似，這樣就把它的優點給抵消了。
1885年美國的柯寧（Leonard Corning）發現，用止血帶紮住用藥的局部，阻止局部的血液迴圈，可 以加強可卡因的麻醉作用，延長麻醉時間，因為可卡因可以不被迴圈的血液帶走。使用這種方法可以減少可卡因的用量，因而減輕了它的毒性。這個做法很快便傳到 歐洲大陸，並廣泛應用於外科手術，只是不能應用於手指和腳趾的手術。1900年，布朗讀到一篇文章，提到將腎上腺的提取物應用于局部時，可以使局部的血管收縮。他立即想到若把腎上腺提取物應用於局部麻醉藥中，可以收到使用止血帶的效果。他用腎上腺的提取物與可卡因混合注射到自己的手臂上，發現其麻醉作用不但加強而且麻醉持續時間也延長了。4年 後，在他研究愛因赫送來的這個新化合物時，已經從腎上腺提取物中分離出純的腎上腺素。布朗想，能否把愛因赫的新化合物與腎上腺素混合使用，以降低其濃度和 延長麻醉時間。試驗結果達到了他的預想。這樣愛因赫的新化合物就以奴佛卡因的名字上市，後來改名為普魯卡因。這是在臨床上迄今還在使用的局部麻醉藥。
自1884年發現可卡因的局部麻醉作用後，人們就開始了替代品的尋找工作。經過20年的努力，終於發現比可卡因更好且沒有成癮性的阿米洛卡因和普魯卡因。這兩個化合物的化學結構要比可卡因簡單得多，容易用化學合成方法大規模生產。比較這3種藥物的化學結構，人們可以看出，苯甲酸酯是它們的共同部分，而可卡因的複雜雙環結構，只不過相當於氨基醇的鏈狀結構。由此人們認識到，複雜天然產物的結構有可能進行簡化而保留或提高其原有的生理作用。從此便開闢了簡化天然產物的結構，尋找新藥的研究途徑。
7 麻醉藥的功勞
阿米洛卡因和普魯卡因屬於芳甲酸酯類。後來人們又發現了醯胺類、芳香酮類、醚類等多種結構的局部麻醉藥。全身麻醉藥中除了吸入性麻醉藥外，人們還發現可以靜脈注射的全身麻醉藥。眾多的麻醉藥，為醫生根據手術的需要提供了選擇的餘地。
外科大夫現在可以做許多精細複雜的手術，例如可以把頭顱打開進行腦部的手術，可以在顯微鏡下進行斷手再植，可以打開胸腔進行心臟、肺臟的手術，可以做器官移植。更有報導說，國外用猴子做試驗，進行換頭手術。相比於100多 年前外科醫生只能以快取勝，在幾分鐘內做一些截肢、腹部摘除腫物等手術，外科的發展是驚人的。這一方面固然是外科學本身不斷發展的結果，而更重要的是麻醉 藥的發現和應用以及消毒方法的應用。設想在病人痛苦的嚎叫下，醫生怎麼可能做這些精細、複雜的手術？手術後感染也是導致病人死亡的重要原因。在現有的消毒 方法和技術的條件下，手術後醫生還要給病人使用抗菌藥物，以防止感染的發生。
外科大夫用自己的精湛技術為病人解除痛苦，甚至挽救生命，病人及其家屬對大夫的感激是理所當然的。病人也會感謝麻醉師和護士，沒有他們的密切配合，手術也不可能成功。但病人卻從來不會感謝研究麻醉藥和生產麻醉藥的人們，這些人的功勞是不應該被忽視的。