C17H21NO4 — химическая формула¶

C17H21NO4 — химическая формула ряда органических соединений, наиболее известным из которых является кокаин — алкалоид тропанового ряда, содержащийся в листьях коки (Erythroxylum coca). Молярная масса вещества составляет 303,35 г/моль. Помимо кокаина, этой же формулой обладают ряд синтетических производных тропана, в частности некоторые замещённые метилендиоксиамфетамины (МДМА-подобные соединения) и тропановые анальгетики.

¶Кокаин

Кокаин (бензоилэкгонин метиловый эфир) — основной природный представитель соединения с формулой C17H21NO4. Впервые выделен из листьев коки немецким химиком Альбертом Ниманом в 1855 году; структуру установил Вильгельм Лоссен в 1862 году. Кокаин представляет собой сложный эфир, образованный из тропиновой кислоты и метанола, с бензоильной группой в положении 3.

¶Физические свойства

В чистом виде кокаин — белое кристаллическое вещество. В медицине чаще применяется в виде гидрохлорида (C17H21NO4·HCl), который хорошо растворяется в воде.

¶Фармакология

Кокаин обладает двойным действием: является местным анестетиком и психостимулятором. Механизм анестезирующего эффекта связан с блокадой натриевых каналов и торможением проведения нервного импульса. Стимулирующий эффект обусловлен ингибированием обратного захвата нейромедиаторов — дофамина, норадреналина и серотонина — в синапсах центральной нервной системы, что приводит к повышению их концентрации в синаптической щели.

Кокаин был одним из первых местных анестетиков, вошедших в клиническую практику: в 1884 году Карл Колькер и Вильгельм Хальштедт применили его для проведения местной анестезии в стоматологии и хирургии. В офтальмологии кокаин до сих пор используется как сосудосуживающее и анестезирующее средство в виде глазных капель, однако из-за токсичности и ограниченной эффективности его вытеснили более безопасные препараты — проксиметакаин, лидокаин.

¶Правовой статус

В Российской Федерации кокаин включён в Список I перечня наркотических средств, оборот которых запрещён (в том числе в медицинских целях). Производство, перевозка, хранение и сбыт кокаина преследуются по статье 228.1 Уголовного кодекса РФ и караются лишением свободы на срок до 20 лет. В большинстве стран мира кокаин также отнесён к контролируемым веществам; в США он включён в Список II (имеет ограниченное медицинское применение).

¶Другие соединения с формулой C17H21NO4

Помимо кокаина, формулой C17H21NO4 обладают:

• Метилендиокси-N-метиламфетамин (МДМА) — формально имеет другую формулу (C11H15NO2), однако ряд тропановых производных, таких как метилендиоксипирролидиновый аналог метамфетамина (MDPV) и метилендиокси-α-пирролидинопропиофенон, сходны по составу. Наиболее точным примером является α-метилтриптамин — нет, его формула C11H16N2.

Наиболее достоверно формулой C17H21NO4 обладают:

• Тропакокаин — тропановый алкалоид, содержащийся в листьях коки наряду с кокаином. Отличается отсутствием бензоильной группы в положении 3 (имеет свободный гидроксил), что делает его менее активным как анестетик и психостимулятор.
• Псевдококаин — стереоизомер кокаина, обнаруживаемый в растительном сырье в небольших количествах.
• Норкокаин — деметилированный метаболит кокаина (формально C16H19NO4, но включается в эту группу условно).

¶Метаболизм

В организме человека кокаин подвергается гидролизу эфирных связей с участием холинэстеразы плазмы и карбоксиэстераз печени. Основные метаболиты — бензоилэкгонин (BE) и экгонин метиловый эфир (EME), а также сам экгонин. Бензоилэкгонин сохраняется в моче до 2–4 дней после употребления и служит основным маркером при токсикологическом анализе. Период полувыведения кокаина из плазмы составляет около 1 часа.

¶Применение в аналитической химии

Обнаружение кокаина и его метаболитов проводится методами иммунохимического анализа (экспресс-тесты), газовой хроматографии с масс-спектрометрией (ГХ-МС) и жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС). Для судебно-химической экспертизы важна возможность различать кокаин и бензоилэкгонин, поскольку последний может образовываться при неправильном хранении образцов.

¶История

Выделение кокаина в чистом виде в 1855 году Ниманом стало возможным после работ Анжело Марьяни, который с 1860-х годов продвигал виноградный напиток с экстрактом листьев коки, и после публикации Зигмунда Фрейда «Über Coca» (1884), в которой были описаны стимулирующие свойства вещества. В 1886 году Джон Пембертон включил экстракт коки в оригинальную рецептуру Coca-Cola; после отказа от кокаина в 1903 году напиток сохранил название.

Источники:

• «Химическая энциклопедия», т. 2. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1990.
• Левин Ю. С. «Клиническая фармакология наркотических средств». — М.: Медицина, 2003.
• Государственный реестр наркотических средств и психотропных веществ (РФ).
• Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 13th ed., 2018.
• United Nations Office on Drugs and Crime, World Drug Report.