Kokain (po IUPAC nomenklaturi – metil (1R,2R,3S,5S)-3- (benzoiloksi)-8-metil-8-azabiciklo[3.2.1] oktan-2-karboksilat) jest kristalni tropanski alkaloid koji se dobija iz lišća biljke Erythroxylon coca (koka)Aggrawal, Anil, (1995): Narcotic Drugs. National Book Trust, India, str. 52-3, Naziv kokain je izveden iz imena biljke koka sa dodatkom alkaloidnog sufiksa -in. On je snažan stimulans centralnog nervnog sistema, blokira apetit i djeluje kao lokalni anestetik jer paralizira nervne završetke, a dovodi do promjena u ponašanju i prividnom podizanju energije slično učinku amfetamina.
Naime, on je inhibitor ponovne pohrane dopamina, serotonina i norepinefrina, koji posreduje u funkcionalnosti, kao što je egzogeni ligand kateholamina. Zbog načina na koji on utiče na mezolimbni put, kokain stvara ovisnost.
Gotovo u svim dijelovima svijeta, posjedovanje i distribucija kokaina te uzgajanje biljke koke je strogo zabranjeno u nemedicinske svrhe. Iako je njegova upotreba u javnosti nelegalna i strogo kažnjiva u gotovo svim zemljama svijeta, njegovo korištenje i dalje je široko rasprostranjeno.
Historija Lišće koke Hiljadama godina, južnoameričko domorodačko stanovništvo je žvakalo lišće koke (Erythroxylon coca), biljke koja sadrži hranjive sastojke kao i brojne alkaloide, uključujući i kokain. Lišće se žvakalo, i žvače se, gotovo univerzalno u nekim domorodačkim plemenima. U blizini nekih pronađenih mumija iz Perua nađeni su ostaci lišća koke, a keramika iz tog perioda je bila oslikana ljudima čija su usta bila puna nečega, kao da žvaču. Također postoje dokazi da su ove kulture koristile mješavinu lišća koke i pljuvačke kao anestetik pri trepanaciji (hirurškom otvaranju lobanje).
Kada su Španci kolonizirali Južnu Ameriku, isprva su ignorirali tvrdnje domorodaca da im lišće koke daje snagu i energiju, već su praksu njenog žvakanja proglasili đavoljim djelom. Međutim, nakon što su se uvjerili da su te tvrdnje istinite, legalizirali su upotrebu koke i počeli je oporezivati po stopi od 10%. Godine 1569, Nicolás Monardes je opisao običaje domorodaca o žvakanju mješavine duhana i lišća koke čime su postizali "veliko zadovoljstvo":
Godine 1609, svećenik Blas Valera je napisao: Koka štiti tijelo od mnogih bolesti, pa su je mnogi naši ljekari koristili u obliku praha za smanjivanje natečenih rana, jačanje prebijenih kostiju, liječenje prehlade i slično. Koristili su je i u liječenju zagnjojenih rana. Pa kad ima toliko pozitivnih efekata pri liječenju bolesti, kako može imati bar jedan efekat u tijelu onih koji je jedu?
Izolacija Iako je biljka koka bila vijekovima poznata po svojim stimulativnim i prehrambenim osobinama, izolacija alkaloida kokaina se desila tek 1855. godine. Brojni evropski naučnici su pokušali izolirati kokain, ali sve do tada nisu uspjeli iz dva razloga: hemija nije bilo dovoljno napredna, te koka nije bila dostupna u Evropi jer tamo nije rasla, a kokain se gubio tokom transporta preko okeana.
Njemački hemičar Friedrich Gaedcke je prvi izolirao kokain 1855. godine. Gaedcke mu je dao ime alkaloid eritroksilin a otkriće objavio u žurnalu Archiv der Pharmazie
Godinu kasnije, 1856, Friedrich Wöhler je zatražio da mu se pošalje velika količina lišća koke iz Južne Amerike, koje je tri godine kasnije i dobio. Wöhler je koku proslijedio Albertu Niemannu. profesoru na Univerzitetu u Göttingenu, koji je razvio napredni proces izdvajanja kokaina
Niemann je opisao svaki korak koji je učinio pri izolaciji kokaina u svojoj doktorskoj disertaciji Über eine neue organische Base in den Cocablättern (O novoj organskoj bazi u lišću koke) objavljenoj 1860. godine. To mu je donijelo titulu redovnog profesora, a danas se originalni rad čuva u Britanskoj biblioteci. Pisao je o providnim bezbojnim kristalima alkaloida, o njegovim baznim reakcijama u otopini, gorkom ukusu, pojačava izlučivanje i kada se stavi na jezik daje osjećaj neobične apatije nakon čega slijedi osjećaj hladnoće. Niemann je alkaloidu dao ime kokain (poput ostalih alkaloida ima sufiks -in, iz latinskog -ina). Prva sinteza i objašnjenje strukture molekule kokaina je zasluga Richarda Willstättera 1898. godine. Proces sinteze kokaina traje u pet faza, a započinje tropinonom, sličnim prirodnim proizvodom.
Upotreba u medicini Uzbrzo nakon otkrića novog alkaloida, evropski ljekari su otkrili i koristili svojstva biljke koka.
Godine 1879, Vassili von Anrep sa Univerziteta u Würzburgu je izveo eksperiment kako bi demonstrirao analgetske osobine novootkrivenog alkaloida. Pripremio je dvije odvojene posude, jednu sa otopinom kokaina i soli a drugu sa običnom slanom vodom. Zatim je u svaku posudu uronio žablje noge, jedne u rastvor kokaina a drugu u kontrolnu posudu, te ih nastavio stimulirati na razne načine. Noge koje su bile uronjene u otopinu kokaina su reagirale dosta različito nego one koje su bile u slanoj vodi.
Carl Koller (bliski saradnik Freuda, koji je kasnije pisao o kokainu) je eksperimentisao sa kokainom u oftalmološke svrhe. U jednom eksperimentu koji je izveo 1884, primjenjivao je rastvor kokaina na sebi, kapajući ga u oči. Njegovi nalazi su objavljeni Heidelberškom oftalmološkom društvu. Iste godine, Jellinek je objavio anestetičke efekte kokaina na respiratorni sistem. Narednih godina, nastavljena su ispitivanja osobina kokaina kao nervnog i lokalnog anestetika.
Popularizacija Godine 1859, italijanski ljekar Paolo Mantegazza, vratio se iz Perua gdje je bio svjedok upotrebe koke od strane domorodaca. Nastavio je eksperimentisati sa kokom na sebi i nakon povratka u Milano, gdje je napisao djelo u kojem je opisao rezultate svog istraživanja. U tom djelu on je koku i kokain (u to vrijeme su se ta dva pojma poistovjećivali) proglasio korisnim u medicini, pri tretmanima "pojave naslaga na jeziku, nadutosti u stomaku i bijeljenja zuba".
280px|desno|mini|Papa Lav XIII je sa sobom nosio posudu sa vinom Mariani u kojem je bilo dodane koke, a Angela Mariania je nagradio zlatnom vatikanskom medaljom
Hemičar Angelo Mariani, koji je naknadno pročitao rad Mantegazze, brzo se zainteresirao za koku i njen privredni potencijal. Godine 1863, Mariani je započeo promovisati vino zvano Vino Mariani, u koje je bilo dodan ekstrakt lišća koke, a kasnije je dobilo ime kokavino. Etanol u vinu je djelovao kao otapalo i izvlačio je kokain iz ekstrakta koka lišća, mijenjajući efekte pića. Piće je sadržavao oko 6 mg kokaina po unci vina, mada je vino Mariani koje je išlo za izvoz imalo 7,2 mg kokaina po unci zbog konkurencije sa drugim sličnim pićima na tržištu SAD-a. Originalni recept John Styth Pembertona za Coca-Colu iz 1886 godine sadržavao je i malo lišća koke, mada je kompanija počela koristi dekokainizirano lišće nakon 1906 godine, pošto je u SAD usvojen Zakon o čistoći hrane i lijekova (Pure Food and Drug Act). Stvarnu količinu kokaina koju je sadržavala Coca-Cola tokom prvih 20 godina njene proizvodnje je danas gotovo nemoguće odrediti.
Od 1879, kokain se počeo koristiti u svrhu odvikavanja od morfina. Kokain je uveden u kliničku upotrebu kao lokalni anestetik 1884 godine u Njemačkoj, otprilike u isto vrijeme kada je Sigmund Freud objavio svoj rad Über CocaFreud, Sigmund. (1884): Ueber Coca, Centralblatt für die gesammte Therapie 2: 289-314(O koki), u kojem je pisao da kokain izaziva uzbuđenje i dugotrajnu euforiju, koja se ne razlikuje o normalne euforije kod zdrave osobe... Kod osobe se pojačava samokontrola i dobija više vitalnosti i kapaciteta za rad... Drugim riječima, osoba je naizgled gotovo normalna i veoma je teško povjerovati da je pod uticajem droga... Dugi intenzivni fizički rad obavlja bez ikakvog umora... Osoba uživa u efektima bez bilo kakvih negativnih osjećaja koje bi uslijedili nakon sličnog uzbuđenja pri korištenju alkohola... Ne javlja se nikakva ovisnost za daljnje korištenje kokaina nakon prvog uzimanja, ili čak nakon ponovog uzimanja droge...
Godine 1885. američki proizvođač Parke-Davis je prodavao kokain u različitim oblicima, uključujući cigarete, puder, pa čak i kokain smjesu koja se mogla ubrizgati direktno u vene putem igle. Firma je obećalo da će se njihovi kokainski proizvodi moći "korisiti umjesto hrane, činiti kukavice hrabrim, ćutljive rječitim... učiniti bolesne neosjetljivim na bol."
Do kraja viktorijanske ere, korištenje kokaina se u književnosti smatralo porokom. Na primjer, u djelima Arthura Conana Doylea, Sherlock Holmes ga je ponekad sebi ubrizgavao.
Zabrana Početkom 20. vijeka, osobine kokaina kao droge su postaje očite te je javnost počela biti svjesna problema zloupotrebe kokaina u svijetu. Američki farmacijski žurnal (American Journal of Pharmacy) je objavio 1903 godine da kokain najviše koriste: kockari, prostitutke, pljačkaši, noćni čuvari, portiri i općenito mnogi radnici iz nižih slojeva društva. Godine 1914, dr. Christopher Koch iz Farmacijskog odbora države Pennsylvania (Pennsylvania's State Pharmacy Board) izjavio kako upotreba kokaina među crncima direktno utiče na povećanje broja napada na žene bijelaca na jugu SAD-a. Takva nagađanja te brojna pisanja u medijima su potpomogla da se stvore predrasude o masovnoj upotrebi kokaina među crncima na jugu SAD-a, iako nema dokaza da se kokain zaista upotrebljavao u tolikoj mjeri. Iste godine, donesen je zakon kojim se zabranjuje prodaja i distribucija kokaina u SAD. Tim zakonom (Harrison Narcotics Tax Act) se kokain pogrešno svrstao u narkotike a takva klasifikacija se zadržala i u današnjoj kulturi. Međutim, današnje naučno tumačenje svrstava kokain u stimulanse. Iako je u SAD njegovo korištenje i proizvodnja tehnički nezakonita, ipak je to dopušteno registrovanim kompanijama i pojedincima. Zbog takvih nejedinstvenih mišljenja, još uvijek je aktuelna moralna debata o legalizaciji korištenja kokaina u Sjedinjenim Američkim Državama.
Upotreba danas U mnogim zemljama, kokain je danas popularna droga. U SAD-u, razvojem tzv. cracka, kokain je uveden za općenitu upotrebu među siromašnijim gradskim stanovništvom. Njegova upotreba u vidu praha je ostala manje-više podjednaka, sa maksimumom tokom kasnih 1990tih i početkom 21. vijeka. Posljednjih nekoliko godina, značajno je porasla njegova upotreba u Ujedinjenom Kraljevstvu. Smatra se da danas ne postoji nikakva razlika među korisnicima kokaina u smislu demografije, pola, starosti; ekonomskog, socijalnog, političkog, rasnog ili religijskog položaja.
Biosinteza Prvu sintezu molekule kokaina je načinio Richard Willstätter 1898. godine. Njegova sinteza je imala za osnovu tropinon, uz pomoć kojeg je derivirao kokain. Nakon toga, naučnici Robert Robinson i Edward Leete su dali značajan doprinos u razumijevanju mehanizma sinteze kokaina.
Biosinteza N-metil-pirrolinijum kationa Biosinteza u biljci počinje sa L-glutaminom, od kojeg nastaje L-ornitin. Značaj u sintezi tropanskog prstena L-ornitina i L-arginina dokazao je Edward Leete 1954 godine. Od ornitina, putem dekarboksilacije zavisne od piridoksal fosfata, nastaje putrescin. Međutim, kod životinja putrescin se derivira iz ornitina unutar ciklusa uree. L-ornitin prelazi u L-arginin, a koji se zatim dekarboksilizira preko PLP te formira agmatin. Hidroliza imina daje N-karbamoilputrescin te se daljnjom hidrolizom uree formira putrescin. Na taj način se može povući paralela u različitim putanjama pretvaranja ornitina u putrescin kod biljaka i životinja. N-metilacija putrescina zavisna od SAM daje kao proizvod N-metilputrescin, koji se dalje podvrgava oksidativnoj deaminaciji djelovanjem diamin oksidaze te se dobija aminoaldehid. Formiranje Schiffove baze dokazuje biosintezu N-metil-?1-pirrolinijum kationa. 600px|centar|mini|Biosinteza N-metil-pirrolinijum kationa
Biosinteza kokaina