1844年12月10日，美国29岁的牙科医生韦尔斯（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台表演，那 次表演主要是介绍笑气的制造，同时让参加者也享受一下这种娱乐。表演者吸入笑气后，很快就变得狂躁并跳下舞台在表演厅里追逐一名男子，不慎摔倒在一张椅子 上，在胫部划了很深的一个口子。通常受这种伤是很痛的，但韦尔斯注意到表演者若无其事，丝毫没有疼痛和不舒服的表情。韦尔斯上前去和他谈话，问他是否很 疼，他却回答说一点也不疼。有心的韦尔斯就想到，笑气也许能应用于牙科。
笑气用作麻醉药
韦尔斯当时正因为有一颗智 齿疼痛而困扰着他。他也是惧怕拔牙的疼痛而迟迟不肯拔掉这颗牙。当天晚上，他就让他的助手去说服组织那次表演的人，让他试用笑气于拔牙。第二天组织者带来 一袋笑气让韦尔斯吸，在韦尔斯失去知觉后，助手迅速用钳子拔出了那颗智齿。韦尔斯苏醒过来后说：并不疼，就像针扎了一下似的。于是他兴奋地说：“拔牙的新 时代到来了”。这句话被记录在麻醉学的史书中。
从此以后，韦尔斯就开始将笑气用于拔牙前的麻醉。这就是第一种麻醉药的诞生经过。
笑气的学名为氧化亚氮（N2O），它的相对分子质量为44.02，为无色气体，味微甜，在室温下非常稳定，比空气重1.5倍，能助燃。它是由硝酸铵加热分解而得：
1845年，韦尔斯到波士顿去看望过去的合作者摩尔顿（William Thoma Green Morton），并一起去请教摩尔顿的老师、著名的地质化学家杰克逊（Charles Thomas Jackson） 教授有关笑气的问题。杰克逊没有回答他的问题，只是劝他停止这种研究。韦尔斯没有听从杰克逊的劝告，他满怀信心地向哈佛大学的学生作了一次“无痛拔牙”的 表演。表演时教室里座无虚席，大家都对“无痛拔牙”很感兴趣。十分不幸的是因为笑气的用量不够（因为当时没有计量的方法），拔牙时病人大声叫痛，参观表演 的学生们嘲笑韦尔斯是“骗子”，并把他嘘出大门。此后，韦尔斯虽然做了许多次无痛拔牙，而且都很成功，但是他的成就一直无法被公众认可。
氧化亚氮（笑气）由于其麻醉持续时间短，则只能应用于短时间的小手术。在韦尔斯之后，氧化亚氮一直在临床上用作麻醉药。
3 乙醚应用于外科手术
乙醚麻醉作用的发现
1841年冬天，一个“笑气讲演团”来到美国一个被称为杰弗逊的偏僻乡村。该乡的医生朗（Crawford.W.Long）因为正在诊治一位病人，未能参加这次讲演和表演。事后听人描述吸入笑气后引起的种种奇形怪状，很为未能亲自目睹感到遗憾。村里人要求朗提供笑气也试试这种娱乐，但他手头并没有这种气体，只有一些乙醚（CH3CH2OCH2CH3）。 朗在费城医学院读书时，在化学课上看到过用乙醚引起类似笑气的现象。因此，他建议用乙醚代替笑气试试，结果吸入乙醚的效果与笑气引起的现象相仿。几年后他 在给乔治亚州医学会的信中写道：“所有吸了乙醚的人都感到十分愉快；从此以后不但他们自己经常吸乙醚，还向别人介绍。这种做法很快在杰弗逊和一些邻县流 传。我自己为了自娱也多次吸过乙醚。”
朗也是一位善于观察和思考的人。他发现吸过乙醚的人像醉汉一样，有时会摔倒，但当他们摔伤后却没有一个人说疼的。因此他想，乙醚也许可以作为麻醉药应用于外科手术。这时恰好有一年轻人在颈部长了两个瘤子，请他治病。1842年3月20日下午，朗用乙醚作麻醉剂为那位年轻人做了手术。他在病人的口鼻上放一块手巾，然后倒上乙醚，在病人失去知觉以后，他迅速动手，只用了5分钟就切除了一个瘤子，病人毫无反应。过了些天朗又为他切除了另外一个瘤子。这可以说是乙醚用作麻醉剂的第一个病例。但朗没有立即发表他取得的成果，而是采取了谨慎的态度，否则，最早将乙醚用于外科手术的荣誉将无疑属于他。7年以后即1849年12月，他才将他的发现发表，但为时已晚了。
原来摩尔顿在亲眼看到韦尔 斯将氧化亚氮应用于拔牙的失败以后，拜访了韦尔斯并讨论了有关失败的原因。摩尔顿认为，氧化亚氮不是一种理想的麻醉药。然后他又去拜访了地质化学家杰克逊 教授，说出了他的想法。杰克逊建议他用乙醚替代氧化亚氮。于是他先用他太太的爱犬在僻静的河畔做试验。他把狗放在一个玻璃罩内，里面放有乙醚，不久狗就渐 渐“入睡”了。他取走玻璃罩，约3分钟狗就“醒”了，并纵身跳入河水之中。他又用猫、鼠等动物做实验，结果都是一样。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，七八分钟后他苏醒过来，感到非常兴奋。当天晚上有一名病人因牙病找他治疗，摩尔顿让他吸了乙醚后，迅速拔 除了患者的病齿。病人毫无痛觉，感到非常满意。摩尔顿是个很有心计的人，他请病人在他的手术记录上签了名，作为无痛拔牙的凭证。第二天，《波士顿日报》上 便刊登了这则“无痛拔牙”的消息。摩尔顿为了保守秘密，在乙醚中加入了颜色，并称之为“忘川”之水（“Letheon”）。他又去哈佛大学找那位允许韦尔斯做示范拔牙的沃伦（John Warren）教授，要求用“忘川”之水作公开表演。沃伦始终对麻醉手术感兴趣，就答应了他的请求。摩尔顿曾目睹了韦尔斯的失败，他知道麻醉剂的给入方法是十分关键的。于是他去找仪器制造者为他设计了一个可调控的乙醚吸入器。
在约定的1846年10月16日上午10时， 沃伦教授已等在马萨诸塞州总医院的手术演示教室里，病人也躺在了手术台上，参观演示的医生、学生都准时到达了，但摩尔顿却迟迟未出现。沃伦不断地在嘴里叨 念：“摩尔顿还不来，我猜他又被什么事缠住了，让我们还是用老方法手术吧！”就在这时，摩尔顿出现在演示室。原来他去取订做的乙醚吸入器，迟到了15分钟。他急忙给病人的口鼻上罩上刚制好的乙醚吸入器，开始给药。病人挣扎了一下，大约四五分钟就进入了麻醉状态。摩尔顿对70高龄的沃伦教授轻声地说：“您的病人已经准备好了。”这次手术是为病人切除先天性下颌瘤。沃伦在病人肿瘤部位切了一个二三英寸的口子，凝视了一会儿，等待着随之而来的病人尖叫声，可是病人却很安静。手术大约用5分钟就完成了。沃伦转向观众说：“先生们！这可不是骗人的。”
摩尔顿在演示成功后，立即向专利局申请了专利。在获准专利后他才公开了乙醚的秘密，并于1846年12月15日在巴黎，12月21日在伦敦先后成功地用乙醚进行了外科手术。朗发表他的发现时正好晚了1年，但他比摩尔顿要早4年使用乙醚作麻醉药。
乙醚之战
乙醚的化学结构式为CH3CH2OCH2CH3，相对分子质量为74.12，为无色透明易流动的液体；有特殊臭味，味微甜，溶解于水（1∶12），与有机溶剂可任意混合；沸程为33.5℃～35.5℃，有极强的挥发性和燃烧性，乙醚的蒸气与空气混合后遇火能爆炸。它的制法为：
将制得的乙醚依次用水、亚硫酸氢钠、高锰酸钾（5％）、氢氧化钠溶液及水洗，以除去酸性物、乙醛、还原性物质及过氧化物等杂质。用无水氯化钙干燥后蒸馏，收集33.5℃～35.5℃的馏分，加入少量的对苯二酚作抗氧剂（因为乙醚氧化为过氧化物后更容易爆炸）。
乙醚应用于外科手术后，使“无痛外科手术”得以实现。患者不再因剧烈的疼痛而休克或死在手术台上，医生也不必在撕心裂肺的嚎叫声中匆忙手术。医学界建议美国政府奖励麻醉术的发明者，美国政府决定奖给发明人10万美元。摩尔顿声明他是首先将乙醚用于外科手术的人，沃伦教授可以作证。奖金似乎应该发给摩尔顿。可是杰克逊教授声明说，是他建议摩尔顿使用乙醚的。师生因为争夺奖金而反目。摩尔顿辩解说。他的老师只建议他局部使用乙醚，也就是用于拔牙，而且在申请专利时他已将发明权的10％ 让给了杰克逊。摩尔顿没有料到杰克逊在他发表乙醚麻醉拔牙的结果之前，已把向他建议使用乙醚替代氧化亚氮的事报告了法国医学科学院，因此法国医学科学院证 明是杰克逊发明了麻醉术。在当时，欧洲医学界对北美医学界的影响是很大的，法国的证明不容忽视。这样，长时间的争论没有什么结果，最后谁也没有得到这份奖 金，美国政府因而节省了这笔开支。摩尔顿因长期诉讼花去了他所有的钱，最后不得不靠医学团体的救济生活，于1868年死于脑溢血。杰克逊由于精神失常，在精神病院里度过了他生命的最后7年。
乙醚之战断送了两位有才华的科学家的学术生命，着实可惜，可叹。
无痛分娩
现在我们把镜头转向英国的外科舞台。美国发表在医学杂志上有关用乙醚进行无痛外科手术成功的文章传到英国，一位著名的外科医生，伦敦大学医院的李斯通（Robert Liston），在1846年12月21日 第一次用乙醚麻醉做外科手术，给一名病人截去下肢。李斯通向观众宣布：“先生们，我们现在试验一下美国佬的诡计，让人失去知觉。”病人被乙醚麻醉后，李斯 通迅速在病人的大腿上动手切割。几分钟后，病人坐了起来问大夫：“你们准备什么时候开始？我不想做这个手术了。”当李斯通指给病人看放在地上被切下来的大 腿时，病人大哭。李斯通转向观众说：“先生们，美国佬完全击败了催眠术！”李斯通成功的手术很快影响了英国外科界。
爱丁堡大学产科主任辛普森（James Y.Simpson）一直为产妇分娩时的剧痛所困扰。当得知乙醚无痛外科手术成功的消息后，他去拜访了李斯通。李斯通证实了消息的可靠性，但提醒他，外科手术只是几分钟的事，而分娩是个长时间的过程，应该慎重。辛普森仍想用乙醚作无痛分娩。他有一位病人，骨盆畸形，第一次分娩时剧痛持续3天还未生下来，为了挽救产妇的生命不得不采用碎胎术。1847年1月，这个妇女又要分娩。辛普森决定使用乙醚麻醉让她把孩子生下来。整个产程病人没有痛觉和知觉，但当孩子刚生下来后病人就苏醒了。这使辛普森非常高兴，并受到鼓舞。以后他多次将乙醚用于无痛分娩，均获得了成功。
不是所有的产科医生都同意 辛普森的做法，有的医生认为乙醚麻醉只能应用于个别特殊情况的分娩。辛普森自己对使用乙醚也有所保留，这是因为乙醚的气味让人讨厌，同时乙醚的刺激性常引 起产妇的严重咳嗽，更糟糕的是乙醚的燃烧和爆炸性。特别是在病人家中分娩时，晚上要点燃好多支蜡烛照明，天气寒冷时，屋内还需生火取暖，这些火源引起的乙 醚的燃烧、爆炸常带来灾难，辛普森决定寻找能代替乙醚的安全麻醉剂。
4 氯仿也是一种麻醉剂
氯仿晚会
辛普森寻找新麻醉剂的方 法，是请他的朋友和邻居在晚上到他的家里来，坐在一起用鼻子闻他们能找到的各种能挥发的液体，看能产生什么效果。他们试验了许多种液体，例如丙酮、苯、碘 仿等等，并未发现能产生麻醉作用的物质。这是一种相当冒险的方法，是不可取的，因为不知道哪种物质有严重的毒性会危及生命。例如有一次辛普森去找化学家瑞 德（Wemyes Reid）， 问他有没有新的具有挥发性的液体。瑞德的助手刚好制出乙烯的二溴化物。辛普森迫不及待，当时就要自己试试，遭到瑞德的拒绝，提出必须先用兔子做试验。他们 取来两只兔子放在容器里，向里面通入乙烯二溴化物的蒸气，很快兔子就麻醉了。辛普森非常兴奋，马上就要自己试验。他的助手建议等第二天看看这两只兔子的情 况再说。但到第二天这两只兔子都死了。辛普森吓出了一身冷汗。现在在新药研究中，始终坚持这个原则，即新药必须经过系统的、长期的动物试验，证明它的毒性 很低和没有严重副作用，然后经过国家组织的专家组审评后才能用人进行试验。这是一个非常严肃的问题，读者千万不可模仿辛普森的做法，直接用自己或别人做试 验。
由于迫不及待要找乙醚的替代品，辛普森仍旧采用自己试的方法。他和他的朋友又收集了一些有挥发性的液体，其中包括氯仿。在1847年11月的一个晚上，辛普森邀请他的朋友和邻居携夫人参加他和两名助手试验这些液体的晚会。试了几种都没有明显的作用，于是轮到试验氯仿（CHCl3）。 首先氯仿的香甜气味让晚会的参加者喜欢，接着感觉眼睛发亮，欣快而健谈，晚会变得很热烈，可以听到各种奇谈妙论，声音越来越大，但过一会儿就变得安静了， 然后大家就都倒下了。当辛普森醒过来后的第一个念头就是：“它比乙醚的作用更强得多。”由于闻过氯仿后的欣快感和如醉如痴的感觉，不少人都愿意使用。消息 传开，很多人都效仿，晚上邀一些人在一起闻氯仿，这就是所谓的“氯仿晚会”。但是请读者注意，现已了解氯仿对心脏和肝脏有严重的毒性。这就是为什么氯仿已 不作为麻醉药用的原因。因此，读者千万不要效仿“氯仿晚会”的做法，以免贻害终生。
氯仿与乙醚之争
辛普森没有耽误时间，他先 用氯仿做小手术，然后又用于产科，均得到了满意的结果。于是他进行了以氯仿为麻醉剂的外科手术示范表演。在演示会上他强调，氯仿优于乙醚之处是没有爆炸 性，没有刺激性，有令人愉快的气味，作用比乙醚强，使用简单。由于乙醚已经被外科界所接受，现在又出现个氯仿，于是不可避免地出现了两派间的争论。有人用 各种动物进行了乙醚和氯仿的比较，发现氯仿麻醉后的动物死亡率比乙醚高，说明氯仿的毒性大。赞成使用氯仿的人却不顾这个实验结果，只强调乙醚的缺点，而喜 欢使用乙醚的医生则强调氯仿的毒性，不顾乙醚的缺点。最后几乎是按地区形成两大派，在美国主要使用乙醚，而氯仿主要在欧洲使用。
氯仿的结构式是CHCl3，为无色透明易流动的液体，有特殊臭味，味微甜，沸程 60℃～620℃，相对密度为1.474～1.479。氯仿易氧化分解产生光气，毒性大，因此作为麻醉药现已被淘汰。
来自宗教界的反对
辛普森使用麻醉剂于分娩， 遭到宗教界的反对，理由是分娩的剧痛是上帝对女人的惩罚。原来是夏娃偷吃了禁果，并怂恿亚当也吃了禁果，上帝为惩罚夏娃，要她生小孩，并加重痛苦，而无痛 分娩则违反了上帝的意志。辛普森巧妙地回答了宗教界的反对，他说，上帝让亚当沉睡，从他身上取出一条肋骨做了夏娃，可见上帝是第一个使用麻醉方法的。他又 引用圣经上的话来为自己辩护，他说上帝创造的一切都是好的，上帝的恩赐我们不应拒绝。但这平息不了宗教界的反对，直到1853年4月，英国维多利亚女王生第八个孩子时使用了氯仿进行无痛分娩以后，宗教界就不再提这件事了。
医学界对于使用麻醉药于分娩也有反对意见，认为对母亲婴儿都有害。以后的实践证明，全身麻醉药可以通过胎盘传到胎儿，引起婴儿的窒息。长时期的全身麻醉会使产妇的子宫收缩力降低，造成分娩困难。因此现在分娩几乎不用全身麻醉药而仅使用局部麻醉药。
5 寻找新麻醉剂
乙醚和氯仿都不是安全的麻醉剂。但是由于化学界当时还不能提供更多的易挥发性化合物供试验，因此，人们一边寻找新的更为安全的麻醉剂，一边仍继续使用这两种麻醉剂。等找到更为安全的麻醉剂后，氯仿于20世纪50年代被淘汰，只作为溶剂使用。
为英国维多利亚女王用氯仿麻醉分娩的麻醉师斯诺（John Snow），决定从当时可以提供的有机溶剂中寻找麻醉剂。他确定了一个原则，就是首先测定有机溶剂的沸点和在空气中的饱和浓度，并与乙醚和氯仿相比较，性质相似的再用它做动物试验。可惜由于他的早逝而未能继续他的工作。5年后，他的学生理查森（Bernard W.Richardson）继续系统地寻找具有麻醉或催眠作用的有机化合物。他发展了老师的想法，认为化合物的结构会影响其生理活性。但是他的理论并没有促进新的吸入性麻醉剂的发现。
由于偶然的机会和研究者敏锐的观察力，乙烯（CH2＝CH2）被发现了。
1908年，美国芝加哥大学植物实验室的克拉克（William Crocker）和奈特（Lee Knight） 听取了一个种植石竹的人提出的问题：他种植的石竹放在温室里时，盛开的花很快就闭上了，未开放的花蕾不会开，经济损失严重，请两位教授帮助找出问题的所 在。两位教授立即开始工作，经过多方面的研究，发现温室里照明用的燃气中含有的乙烯是罪魁祸首。为了证明这点，他们在空气中加入2×10-6的乙烯，盛开的花放在这种空气中就会闭上。后来他们又发现乙烯能损害很多种植物。克拉克和奈特的同事想，既然乙烯对植物有毒性，是不是对人也有毒害。于是就用动物做试验，他们把动物放在含有4％体积的乙烯照明燃气中后，这些动物都被麻醉了。然后他们就开始研究，可否把乙烯用作麻醉剂。大约用了5年的时间，到1923年2月他们准备发表他们的研究结果，此时，加拿大多伦多综合医院的麻醉师布朗（W.Eassen Brown）在多伦多医学科学院报告了他用6个月的时间做的研究工作，他指出乙烯是一种有希望的麻醉剂。其实80年前（1849年），南尼莱 （Thomas Nunnely）已经发现乙烯具有麻醉作用，但他认为乙烯不够安全而且难于制造，因此把它放弃了。布朗等人是在完全不知南尼莱的工作情况下，再次发现乙烯的麻醉作用的。
乙烯不像乙醚、氯仿那样带给人不适感觉，苏醒也快，但它为气体，使用起来不如乙醚、氯仿方便，而且也有爆炸的危险，因此到20世纪50年代发现了更好的麻醉剂后也被放弃了。
由于乙烯是气体这一缺点，美国加里佛尼亚大学医学院的里克（Chauncey Leake）教授想，能否合成一种把乙烯和乙醚结合在一起的化合物。普林斯顿大学的梅吉（Randolph Major）教授为里克合成了5个这类化合物，经测定它们的物理化学性质后，发现只有乙烯基乙醚的性质与乙醚相近。于是里克用它做动物试验，发现它有麻醉作用。在1930年，它被应用于临床外科手术。
CH2=CH-O-CH=CH2
乙烯基乙醚
乙烯基乙醚对呼吸道粘膜的刺激作用比乙醚要弱得多。
乙烯基乙醚的发现，是将两种有同样作用的化合物的结构拼合在一起的这种想法的成功体现，开创了在研究新药上的所谓“拼合原理”。这种做法至今还有应用。
乙烯基乙醚被第二次世界大战后出现的氟烷类麻醉药所代替。
1930年，麦基莱（Thomas Midgeley）接受美国通用汽车公司的委托，研究将一种无毒的不能燃 烧的低沸点化合物作为电冰箱的制冷剂。他接受这个委托后就考虑：化学元素周期表右边的元素大都具有挥发性，有可能作为制冷剂，但它们大多具有毒性。同时惰 性气体如氦、氖、氩、氪、氙的挥发性又太大，需要很高的压力才能液化。他逐个考虑元素周期表右边的各元素，删除可能具有燃烧性和毒性的元素，最后认为，如 果将氟与碳氢化合物结合，形成碳—氟键应该相当稳定，在一般条件下不会释放出氟或氟化氢，因而毒性应该不大。他首先合成了二氯一氟甲烷（CHFCl2），然后立即用豚鼠做试验，发现对豚鼠并无毒性，肯定这个化合物在正常使用的情况下是一种无毒的制冷剂。有人试验了这类化合物的麻醉作用，发现它们的麻醉作用弱，不可能应用于临床。
第二次世界大战期间，人们合成了许多稳定的氟化碳氢化合物，并将它们用作生产原子弹所需的六氟化铀（UF6）的溶剂。大战以后人们从这些化合物中筛选麻醉剂，试验结果表明，容易挥发的化合物对动物具有惊厥作用（即中枢兴奋作用），含有较大相对原子质量元素的化合物则具有比乙醚、氯仿要安全的麻醉作用。其中最有希望的化合物为二溴三氟乙烷（CHBr2CF3），但其麻醉作用仍不够强。根据这些筛选的结果，美国俄亥俄医药产品实验室合成了更多的氟化合物。当时，麻醉剂爆炸的问题曾使麻醉师产生恐惧心理，因此他们着重考虑非爆炸性这个问题。第一个合成的化合物虽然不能燃烧，但没有麻醉作用。他们一直进行合成研究，直到第24个化合物产生，才出现了较强的麻醉作用，但它仍有可燃性，可并不像乙醚那样容易燃烧。于是对这个化合物进行广泛的动物试验后，于1953年4月由志愿者做人体麻醉的试验，1956年进行临床试验。这个化合物叫做氟乙烯醚。由于它有可燃的缺点，所以在氟烷出现以后就被替代了。
CF3=CH2—O—CH=CH2 CF3CHClBr
