हालांकि, कोका के उत्तेजक और क्षुधा मारक गुणों का पता कई शताब्दियों से था, कोकेन उपक्षार का अलगाव 1855 तक प्राप्त नहीं किया गया था। यूरोप के विभिन्न वैज्ञानिकों ने कोकेन को अलग करने का प्रयास किया, लेकिन किसी को भी दो कारणों से सफलता नहीं मिली: उस समय रसायन शास्त्र का आवश्यक ज्ञान अपर्याप्त था और कोकेन बर्बाद हो जाती थी क्योंकि कोका यूरेशिया के क्षेत्रों में नहीं उगता था और अंतरमहाद्वीपीय जहाज़ी आवागमन में आसानी से खराब हो जाता था।

कोकेन उपक्षार को सर्वप्रथम 1855 में जर्मन रसायनज्ञ फ्रेडरिक गैडके द्वारा पृथक किया गया। गैडके ने उस उपक्षार को "एरिथ्रोसाइलिन" का नाम दिया और "आरकाइव देर फ़ार्माज़ी" पत्रिका में एक विवरण प्रकाशित किया।

1856 में, फ्रेडरिक व्होलर ने नोवारा (सम्राट फ्रांज जोसेफ द्वारा दुनिया की परिक्रमा करने के लिए भेजा गया एक आस्ट्रियाई लड़ाकू जहाज़) पर सवार एक वैज्ञानिक डॉ॰ कार्ल शेर्ज़र से उनके लिए दक्षिण अमेरिका से ढेर सारी कोका की पत्तियां लाने को कहा. 1859 में, जहाज़ ने अपनी यात्रा समाप्त की और व्होलर को कोका से भरा एक बक्सा प्राप्त हो गया। व्होलर ने उन पत्तियों को जर्मनी में गौटिंगेन विश्वविद्यालय के एक पीएच.डी. छात्र अल्बर्ट नीमन के पास भेजा, जिसने फिर एक उन्नत शुद्धिकरण प्रक्रिया विकसित की। 

नीमन ने कोकेन को अलग करने के लिए प्रत्येक क्रिया को अपने Über eine neue organische Base in den Cocablättern (ऑन अ न्यू ऑर्गेनिक बेस इन द कोका लीव्स) शीर्षक वाले शोध-निबंध में वर्णित किया, जो 1860 में प्रकाशित हुआ - इसके लिए उसे पीएच.डी. प्राप्त हुई और आज यह ब्रिटिश लाइब्रेरी में रखी है। उसने उपक्षार के "रंगहीन पारदर्शी प्रिस्म" को लिखा और कहा कि, "इसके मिश्रण में एक क्षारविशिष्ट प्रतिक्रिया, एक कड़वा स्वाद, लार के प्रवाह को बढ़ावा देने वाला है और एक अजीब चेतनाशून्यता और जब जीभ पर लगाया जाए तो एक ठंडक का एहसास होता है।" नीमन ने उपक्षार को "कोकेन" का नाम दिया - जैसा कि अन्य एल्कलॉइड के साथ है इसके नाम में "-ine" प्रत्यय लगा था (लैटिन के "-ina" से)। 

कोकेन का पहला संश्लेषण और उसके अणु की संरचना की व्याख्या 1898 में रिचर्ड विलस्टेटर ने की। यह संश्लेषण एक संबंधित प्राकृतिक उत्पाद ट्रोपिनोन से शुरू हुआ और इसमें पांच चरण लगे।

कोका पत्ती
चेतनाशून्य करनेवाली एक स्थानीय औषधि के रूप में कोकेन
स्वरूप
अलगाव