Кокаи́н — алкалоид тропанового ряда, метиловый сложный эфир бензоилэкгонина, широко распространённый наркотик. Обладает местным анестезирующим действием и мощным стимулирующим воздействием на центральную нервную систему человека, . Наряду с другими алкалоидами содержится в растениях рода , прежде всего в , распространённых в тропической зоне Южной Америки, в которых выполняет функцию инсектицида, препятствующего поеданию листьев.
Изначально широко применялся в медицинских целях, но к началу XX века был почти полностью вытеснен из медицинской практики более совершенными препаратами. В настоящее время является вторым по значимости после опиатов «проблемным наркотиком» — наркотическим веществом, злоупотребление которым представляет собой значительную социально-экономическую проблему. В связи с географической близостью районов культивирования кокаинового куста и производства преимущественно употребляется в Северной и Южной Америке, на долю которых приходится 70 % мирового потребления кокаина; на долю Западной Европы приходится 22 %.
Кокаин и листья коки относятся к Списку I Единой конвенции о наркотических средствах ООН, подразумевающему самый жёсткий контроль. Регулярное употребление кокаина вызывает психологическую зависимость. При длительном употреблении кокаина появляются отрицательные клинические эффекты, включающие нарушения сна, памяти и внимания, утомляемость, потерю веса, аритмию, стенокардию, депрессию и склонность к суициду, навязчивые идеи и галлюцинации; возможны церебральный инсульт и инфаркт миокарда.
История
История употребления кокаина насчитывает более пяти тысяч лет. Само слово «кока» произошло из языка одного из боливийских племён. Согласно древней легенде, одна из местных женщин вела разгульную жизнь, за что её убили, а тело разрезали пополам. Из тела вырос куст, который назвали «Мама Кока».
В качестве психостимулятора листья коки задолго до прибытия испанцев использовались южноамериканскими индейцами, коренными жителями северных Анд, в медицинских и религиозных целях, а также как средство для снятия усталости, уменьшения чувства голода и жажды и для поднятия настроения.
В империи инков коку специально культивировали. Жевание листьев коки было недоступно для простолюдинов, а распространено только среди жрецов, знати и в ряде государственных структур: инки не использовали верховых животных, и все срочные сообщения доставлялись гонцами, которые для преодоления усталости и повышения выносливости брали с собой сушёные листья коки; воинам перед длинными походами выдавались порции листьев коки, что ускоряло передвижение и позволяло преодолевать значительные расстояния.
Как писал в середине XVI века в докладе королю Испании чиновник Фернандо Сантильян, при инках коку выращивали и заготавливали для самого Инки и ряда высших чиновников. Только пришедшие в Перу испанцы-энкомендеро начали давать коку индейцам, работавшим на плантациях и в рудниках, иногда целиком оплачивая ею рабский труд местных жителей, и сгонять индейцев в места произрастания коки для её сбора и заготовки, то есть именно с испанским завоеванием, развернувшимся в 1524 году, и началось массовое употребление коки среди местного населения.
Католическая церковь попыталась запретить индейцам употребление коки. Вторым Лимским Собором 1567 года жевание коки было признано языческим обрядом. Однако эти запреты натолкнулись на протесты местного населения, да и самих испанских поселенцев, поскольку кока являлась одним из важнейших источников дохода учреждённого в 1542 году вице-королевства Перу и, соответственно, Испанской империи. Начиная с 1575 года европейцы полностью взяли торговлю листьями коки под свой контроль. 82 % европейцев в Перу оказались так или иначе заняты в этой сфере.
В XVI веке коку завезли в Европу и начали использовать в медицинских целях, в частности для лечения переломов и гноящихся ран.
Алкалоид коки впервые был выделен в 1855 году германским химиком , который назвал полученный алкалоид C32H20NO8 эритроксилином (erythroxyline). Чуть позже химик из Гёттингенского университета в Германии, развив и усовершенствовав процесс очистки алкалоида, назвал его кокаином. Исследования Майша и Вильгельма Лоссена позволили определить точную формулу: C17H21NO4. Полный синтез кокаина удалось провести в 1897 году Рихарду Вильштеттеру в лаборатории Айнхорна.
С 1879 года после экспериментов В. К. Анрепа в Вюрцбургском университете начались исследования возможностей применения кокаина в анестезии. Карл Коллер положил начало использованию кокаина в офтальмологии, Генрих Квинке применил кокаин как анестетик при лечении позвоночника.
В 1859 году итальянский доктор Паоло Мантегацца опубликовал отчёт от экспериментов с кокаином. Описав ощущения, которые наступали при жевании листьев, автор предположил, что растение может использоваться в «борьбе против налёта на языке и газов, а также для отбеливания зубов». В 1863 году под впечатлением от публикации П. Мантегаццы химик Анжело Мариани начал производство вина, получившего название «вина Мариани» (Mariani Wine), — своего рода настойки на листьях коки, в которой алкоголь служил растворителем, способствуя выделению кокаина из листьев (в среднем 6 мг на унцию).
В 1876 году листья коки сделались своего рода спортивным допингом: вплоть до 1885 года британские мастера спортивной ходьбы на ходу жевали листья, добиваясь таким образом улучшения результатов.
В 1883 году Теодор Ашенбрандт () рекомендовал кокаин к употреблению военнослужащим баварской армии.
В 1884 году Фрейд приступил к исследованиям психостимулирующих свойств кокаина, на собственном опыте проверяя его клинические эффекты. Он издал статью («Über Coca»), в которой пропагандировал кокаин как лекарство от депрессии, различных неврозов, сифилиса, алкоголизма, морфийной наркомании, сексуальных расстройств, и начал активно применять кокаин в своей психотерапевтической практике. Также в 1885 году американская фирма Parke-Davis начала продажу кокаина в разных формах, включая раствор для внутривенных инъекций, к которому прилагалась игла.
В 1885 году на рынок поступило изобретение Джона Пембертона — газированный напиток Кока-Кола, содержавший кокаин. В состав этого напитка входили листья коки и орехи кола, чем и было обусловлено название напитка. В 1906 году после принятия в США федерального закона из напитка кокаин был полностью выведен; в качестве стимулирующего ингредиента был оставлен лишь кофеин.
По всему побережью Миссисипи работники использовали кокаин в качестве стимулирующего средства, причём белые работодатели повсеместно поощряли чернокожих к его использованиюBarlow, William. «Looking Up At Down»: The Emergence of Blues Culture. Temple University Press (1989), p. 207. ISBN 0-87722-583-4..
В 1912 году кокаин рассматривался в числе других наркотических веществ на Опиумной конвенции. Выяснилось, что это смертельно опасное вещество: только в США к этому времени было зафиксировано 5 тысяч смертельных случаев, связанных с его употреблением. В 1914 году в США наложил серьёзные ограничения на распространение кокаина. Он был официально объявлен наркотиком, а в 1922 году поставлен вне закона.
В 1963 году кока и кокаин по решению ООН были внесены в список запрещённых веществ. Тем не менее употребление наркотика в разных его модификациях лишь росло.
Физические свойства Кокаин в виде основания возгоняется при температуре около 90 °C. Один грамм растворяется в 600 мл воды, 270 мл воды при 80 °C, 0,7 мл хлороформа, 6,5 мл этанола, 3,5 мл диэтилового эфира, а также растворим в этилацетате, сероуглероде, ацетоне.
Гидрохлорид кокаина представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы или порошок без запаха, горького вкуса, вызывает на языке чувство онемения.
Один грамм растворим в 0,4 мл воды, 3,2 мл холодного и 2 мл горячего этанола, 12,5 мл хлороформа, растворим также в глицерине, ацетоне; нерастворим в диэтиловом эфире и маслах. При нагревании раствора происходит разложение.
Химия кокаина
Частичный синтез из экгонина
Основным источником кокаина являются листья куста коки. В листьях содержится 0,1—0,9 % кокаина, а также другие алкалоиды: (циннамат метилэкгонина), α- и β-труксиллин, бензоилэкгонин, метилэкгонин, норэкгонин, , гигрин, и . В связи с этим до разработки новых подходов при переработке листьев коки удавалось получить сравнительно небольшое количество кокаина и гораздо большее количество алкалоидов с низкой активностью — в частности, циннамилкокаина.
Эта проблема была решена в 1890-х годах, когда было доказано, что основу структуры всех тропановых алкалоидов коки составляет ядро экгонина. Оказалось, что количество кокаина, получаемого из листа коки, можно существенно увеличить, если расщепить циннамилкокаин и труксиллины до экгонина, а затем из последнего синтезировать кокаин. Таким образом, смесь алкалоидов, выделенных из листьев коки, вначале подвергают гидролизу при нагревании с кислотой или щёлочью, в результате чего они распадаются до экгонина, а полученный экгонин превращают в кокаин двумя путями: этерификацией экгонина в метиловом спирте в присутствии хлороводорода с последующим бензоилированием продукта путём нагревания в присутствии хлористого бензоила или бензойной кислоты с POCl3; бензоилированием путём нагревания экгонина в смеси с бензойным ангидридом и последующим метилированием метилйодидом или диметилсульфатом.
Полный синтез Первый полный синтез кокаина был предложен в 1902 году. Впоследствии методы совершенствовались Робинсоном и Вильштеттером, в результате чего были предложены более оптимальные схемы.
В схеме Вильштеттера исходным соединением служила калиевая соль моноэтилового эфира ацетондикарбоновой кислоты, из которой после электролиза и обработки метиламином формировался пирролидиновый цикл. Затем полученное соединение подвергали восстановлению и снова циклизовали в ходе конденсации Дикмана, получая тропин-2-карбоновую кислоту. Восстановление кетогруппы и гидролиз сложного эфира давали экгонин, который далее стандартными методами превращали в кокаин.
Такой синтез не является стереоселективным и приводит к получению кокаина в виде рацемической смеси, которую можно разделить через соли с бромкамфорсульфокислотой. При разложении соли с целью получения чистого кокаина отщепляется также бензоильная группа, поэтому энантиомерно чистый кокаин необходимо снова подвергнуть бензоилированию.
Другой метод синтеза начинается с тропанона, который вводят в реакцию карбоксилирования в присутствии натрия, затем полученную натриевую соль подвергают гидролизу, кетогруппу восстанавливают и бензоилируют. Как и в прошлом случае, левовращающий изомер кокаина выделяют из смеси через диастереомерные соли с бромкамфорсульфокислотой.
Химические свойства
Кокаин, как и циннамилокаин и руксиллин, представляет собой метиловый эфир бензоилированного экгонина. Все три алкалоида при гидролизе распадаются до экгонина, то есть данное вещество является общим для всех трёх алкалоидов «скелетом».
Качественный анализ Образец при подозрении на кокаин обрабатывают раствором роданида кобальта. Наличие кокаина устанавливают по появлению синего окрашивания.
Кроме того, при нагревании кокаина гидрохлорида с концентрированной серной кислотой на водяной бане появляется характерный запах метилбензоата.
Для различения кокаина гидрохлорида и синтетических анестетиков этой группы используют реакцию с перманганатом калия, в результате которой появляются характерные кристаллы (реакция под микроскопом).