二甲双胍合成方法研究进展论文

2017年，糖尿病人数量已增加至亿，全球18岁以上成人的患病率为。而糖尿病人，最熟悉的口服药物便是 神药二甲双胍 ，它在糖尿病治疗领域有着无可撼动的地位。

不过，神药并不是这么好当的。毒草出身的二甲双胍，命途最为坎坷。从发现到成为降糖的一线药物，它就整整蛰伏了70多年，如果拍成电视剧都要好几集。

二甲双胍的最初来源，其实是一种草药 山羊豆 （Galega officinalis）。它们是原产于欧洲的豆科植物，也被称为法国丁香。

早在中世纪，人们就发现这种植物有缓解尿频，减少尿糖的作用。而尿频和尿糖正是糖尿病的典型症状。所以说山羊豆很早就在民间偏方中被用于治疗糖尿病了，即便那时候人类还未真正认识糖尿病及其病理。

山羊豆，图源维基百科

此外，山羊豆在欧洲也被广泛地认为是一种动物催乳剂，而Galega正是希腊语中“牛奶刺激剂”的意思。而在1891年，山羊豆便被当做牧草引入了美国。 不幸由此开始。

美国的牧民很快就发现，这种新引进的牧草，竟会造成牲畜的死亡。 吃过山羊豆的牛羊，会出现肺水肿、胸腔积液、低血压、麻痹等各种症状，严重可致死。又因为这种植物来自欧洲，如临大敌的美国人很快便将山羊豆列入有害杂草的名单。

其实，山羊豆之所以能毒害牲畜，正是因为其富含胍类化合物。1918年，科学家在分析了这种牧草的化学成分后就发现，这些胍类物质有着降糖作用。其中， 山羊豆碱 （galegine，异戊烯胍）效果是最为惊人，有望用于治疗糖尿病的。但碍于其同样惊人毒性，这种药物是无法在临床中被使用，实验小鼠纷纷被毒死。 这是二甲双胍的第一劫。

山羊豆碱

二甲双胍

不过，山羊豆碱的毒性大不要紧，科学家还有其他办法——那就是调整山羊豆碱的化学结构，或许能找到一种既保有药效，但副作用又没有那么大的化学物质。

纵观医学史，一步到位就被找到的“神药”并不多，很多药物都是循着一定思路，经过各种分子改造而得到的。就像镇痛药阿司匹林乙酰水杨酸的前身便是水杨酸，它有很强的副作用，对胃伤害极大。但经过改造后副作用不但减轻，镇痛效果反而还更好了。

就在有机化学家的一番分子改造下，一系列胍类衍生物诞生。我们的主角二甲双胍，就是在这一大背景下于1922年首次被合成出来的。当时，包括二甲双胍在内的一系列双胍类物质，在动物实验中也都取得了较好的效果。 这其中，二甲双胍的毒副作用也是最低的，眼看着就要投入糖尿病的治疗了。

但不要忘了，在同一时期另一种用于治疗糖尿病的药物—— 胰岛素 横空出世。这让二甲双胍陷入极其尴尬的局面。

天下苦糖尿病久矣。早在3500年前，古埃及就已经留下对糖尿病的简单描述。2000多年前古希腊医生也给出了“Diabetes”的正式名称，主要症状为尿多且甜。

但转瞬数千年，人类对这种奇怪的疾病还是知之甚少。 二十世纪之前，人类一旦患上了糖尿病就等于被判处死刑，他们无药可医，只能等死。

而二十世纪初，唯一有效的治疗方法，则是艾伦医生发明的 饥饿疗法 了。但这种粗暴极端的饮食限制，也只是能延长患者短暂的寿命罢了。

例如对于1型糖尿病人，他们的胰岛细胞还有部分分泌胰岛素的能力，能通过少吃让血糖暂时变得正常。但这也是治标不治本的，长期的饥饿让人无法忍受，很多人会因“偷吃”而陷入危机。曾经有一位患糖尿病的小女孩，就因为太饿偷吃了鸟笼里的小鸟，引发代谢紊乱而一命呜呼。

接受饥饿治疗的糖尿病患儿Teddy Ryder

另外，靠饥饿疗法维持的生命，也是没有生活质量可言的。除了难坚持以外，长期饥饿还容易造成营养不良，引起器官的功能障碍。不少患者最后没有死于糖尿病，反倒是死于残忍的饥饿。

没有抗糖药物的年代，充满了绝望。而糖尿病的高发，也让所有人都盼着“神药”的诞生。

20世纪初，科学家就已发现胰脏与糖尿病的千丝万缕关系，胰岛素是呼之欲出。但因为胰蛋白酶的存在，胰岛素很难被提取成功。直到1922年，加拿大科学家 班 廷另辟蹊径地先把狗的胰脏导管用手术结扎，等消化腺萎缩后才顺利提取到了胰岛素。

班廷（右）与其助手贝斯特（左）

很快，万众期待的 胰岛素就在1923年作为商品上市了，糖尿病患终于有药可医。 而在同一年，诺贝尔生理学或医学奖也颁给胰岛素这一伟大的发现。那时，距离胰岛素发现才短短1年，而班廷也成了史上花最短时间就获得诺奖的科学家。

由此可见，人们对胰岛素是多么欣喜和狂热。一下子，关于糖尿病治疗的所有风头都被胰岛素抢走了。 生不逢时的二甲双胍，又遇一劫。

接受胰岛素治疗的糖尿病患儿Teddy Ryder，与前面瘦骨嶙峋的模样形成鲜明对比

胰岛素是人体内唯一的一种降糖激素，它就像钥匙一样打开身体的细胞，使血液中的葡萄糖进入细胞，并在细胞中燃烧为身体供能。

注射胰岛素的效果，是立竿见影的，血糖能快速降低。对比之前的饥饿疗法，胰岛素简直是有“起死人肉白骨”的奇效。而在胰岛素被发现的十多年来，人们也一度认为糖尿病问题从此完美解决。 二甲双胍等极具潜力的胍类化合物，直接被忽视。这样一晃就是20几年。

大量牛胰脏被用于提取胰岛素

时间是检验真理的唯一标准。其实随着时间的流逝，胰岛素的缺点也慢慢暴露。

第一，胰岛素无法口服只能通过注射器给药，频繁的皮下注射必然让患者增加皮肉之苦。而长期用胰岛素后，如果不能科学饮食很容易导致体重增加，还可能诱发低血糖。此外，不是所有类型的糖尿病都能靠胰岛素完美解决的。例如，2型糖尿病常伴随着胰岛素抵抗，会对胰岛素不敏感，用正常量的胰岛素很难达到理想效果。

正是这种种局限，糖尿病药物的开发才进入新的阶段。 二甲双胍的降糖研究， 也终于被提上日程。 而法国糖尿病专家 让.斯特恩 (Jean Sterne)，正是二甲双胍最大的贵人。

让.斯特恩(Jean Sterne)

在第二次世界大战期间，二甲双胍就被认为具有对抗疟疾、治流感的潜在作用。于是在1949年，一名菲律宾医生就尝试性地用Flumamine（双胍物质）治疗疟疾病人。

但患者在接受治疗时，却被发现血糖降低了。这是一个契机，让·斯特恩就是看了这份报告才想起了被遗忘数十年的胍类降糖药物。

1957年，让·斯特恩便发表了关于二甲双胍的研究论文，在这之前二甲双胍的降糖论文已经断更了近30年。因为疗效显著，二甲双胍很快通过了人体研究，并顺利应用于临床。

至此，人类与糖尿病抗争的 历史 才翻开了这陈旧而又崭新的一页。当时的二甲双胍被命名为格华止（Glucophage），意为 “葡萄糖的吞噬者” 。

不过，你也别认为二甲双胍就此平步青云，它还有 最后一劫 ，那就是“猪队友”的拖累。

几乎在同一时期，二甲双胍的其他“胍类”兄弟也纷纷上市。二甲双胍、苯乙双胍和丁双胍这三兄弟开始了抢夺市场的竞争。其实就降糖效果而言，二甲双胍是比不上苯乙双胍的，所以苯乙双胍也比二甲双胍卖得更好，出尽了风头 。而问题，就出在苯乙双胍身上。

人们开始发现，苯乙双胍这“胍”有毒，虽然效果好但却会引起严重的乳酸性酸中毒。风光没多久，苯乙双胍就全面退出了市场，大众对双胍家族也大失所望。尽管二甲双胍不会引起这么严重的副作用，但因为同属双胍家族，二甲双胍也惨遭连坐，在大众的误解下苟延残喘着。

苯乙双胍（左），二甲双胍（右），丁双胍（下）

但真金不怕烘炉炼。 当时循证医学的观念已深入人心，后面开展的许多大型的临床试验，都验证了二甲双胍的显著疗效和良好的药物安全性。

例如1976年，牛津大学教授罗伯特·特纳等人领衔，开始了史上最大型的糖尿病临床研究（UKPDS，英国糖尿病前瞻性研究）。耗时20年，直到1998年给出的正式报告，才将二甲双胍推到了一线。而在1994年，二甲双胍也正式获得FDA批准，进入美国这个全球最大医药市场。

至此，二甲双胍才真正渡劫成功。而这时，距离二甲双胍的合成与发现，已经过去了整整70多年。

二甲双胍的发展历程与时间线

2型糖尿病主要以胰岛素抵抗为主，属于非胰岛素依赖型。而二甲双胍抑制胰岛素抵抗效果显著，因此也成了2型糖尿病的金标准。另外，二甲双胍除了能降糖以外，还不会导致体重增加，价格也更便宜是平价药物的再加上不用注射给药，病患只需按时服药、保持 健康 饮食，就能大大的提高生活质量了。目前，在全球所有的医学指南和建议中，二甲双胍都是治疗2型糖尿病的一线药物。

International Diabetes Federation (2017). IDF Diabetes Atlas, 8th edn. Brussels, Belgium: International Diabetes Federation.

Galega

Lee A. blooming of the French lilac[J].J Clin ，108（8）：1105-1107

Clifford J. : historical overview[J].，60（9）：1566-1576

Elizabeth Sanchez-Rangel,Silvio E. : clinical use in type 2 diabetes[J].，60（9）：1586-1593

付 炎，王于方，吴一兵，张嫚丽，霍长虹，李力更，史清文. 天然药物化学史话：二甲双胍60年——山羊豆开启的经典降糖药物 [J]. 中草药, 2017, 48(22):4591-4600.

二甲双胍应用于临床已有60年的 历史 ，凭借着卓越的控糖疗效和良好的药物安全性，是目前全球控制糖尿病的核心药物。近年来，针对二甲双胍涌现出了一些新的研究发现，那么具体有哪些新的热点发现呢？ 1. 调节肠道菌群 研究发现二甲双胍能通过调控肠道菌群达到降糖的作用，当糖尿病患者使用二甲双胍治疗时，机体肠道中的微生物组成和功能就会发生有利的改变，从而增强细菌产生特殊类型的短链脂肪酸起到降糖作用。该研究也很好解释了二甲双胍的胃肠道副作用如胃胀气可能是治疗后机体肠道中存在较多的大肠杆菌所引起的。 2. 心血管保护作用 二甲双胍能减少新诊断及已发生心血管疾病的2型糖尿病患者心血管疾病发生风险，甚至被认为是唯一具有明确心血管获益的降糖药物。心血管疾病的风险因素包括血脂异常、胰岛素抵抗、肥胖等，其中二甲双胍主要通过控制以上风险因素起到直接或间接的心血管保护作用。 3. 降低青春期前肥胖儿童的BMI 二甲双胍已被证实在2型糖尿病成年人中有治疗肥胖的作用，对于肥胖儿童，现也有研究发现二甲双胍能显著降低青春期前肥胖儿童的BMI及肥胖相关的心血管功能指标。但在青春期儿童中则未观测到显著益处，可能是青春期生理及激素的变化影响了二甲双胍的效用。 4. 抗肿瘤作用 二甲双胍的抗肿瘤效应受到人们的广泛关注，无论是临床调查，还是体外研究、动物实验，对于二甲双胍的抗肿瘤作用，有大量的令人振奋的结果，多项荟萃分析结果显示，二甲双胍治疗与乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌、直结肠癌等癌症风险降低相关。二甲双胍的抗肿瘤机制十分复杂，其具体机制尚未完全阐明，另外，其抗肿瘤的作用尚需要设计严谨的前瞻性研究以进一步明确。 5. 抗感染作用 近年来已有二甲双胍作为“抗生素”使用的临床和基础实验证据，如可以显著改善肺结核患者的临床预后；提高枯氏锥体虫病感染小鼠的存活率；有效抑制金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、乙型肝炎病毒等的活性等。同时，其在脓毒血症方面的特殊价值受到广泛关注，但目前对于严重感染和外伤等仍需禁用。 6. 防止腹主动脉瘤的进展 一些研究意外发现，二甲双胍可以防止腹主动脉瘤的进展、减缓瘤体扩张速度，甚至可预防破裂，其机制可能与二甲双胍抗炎、降脂的血管内皮保护作用相关，但目前缺乏足够证据等级的随机对照研究结果来明确二甲双胍的这一独特医学价值。 7. 延长寿命 有研究指出，定期服用小剂量二甲双胍可延长小鼠的寿命；二甲双胍处理过的秀丽隐杆线虫机体衰老速度明显下降；二甲双胍长期治疗可显著延长II型糖尿病患者的寿命，使其可能比非糖尿病患者活得更久。可见其能通过控制衰老和降低特定疾病死亡率，使糖尿病患者的全因死亡减少和预期寿命增加。 8. 降低胆结石发病率 中国台湾历时12年的一项随访研究发现，二甲双胍使用人群相对比未使用者，随着剂量在一定范围内的增加，胆结石的发病率逐渐降低，而且长期的使用与更低的胆结石发病率相关，至于相关的机制仍需要进一步研究。 9. 治疗脆性X综合征 脆性X综合征 (FXS) 的主要临床表现为自闭症，语言及社交能力低下，多动易怒， 社会 反应能力差等。研究发现二甲双胍可以恢复 FXS 小鼠模型的主要异常表型和使FXS患者易怒性、 社会 反应性、好动性等方面均有所改善。但由于研究证据等级太低，仍需要更多更严格的随机对照临床试验来验证二甲双胍在 FXS的治疗价值。 10. 抗炎作用 二甲双胍对炎症反应性疾病也有一定益处。可通过抑制NF-κB表达对抗血管炎性反应起到心血管保护作用；明显降低了血中炎症因子水平，减轻了肾脏炎症参数而起到肾脏保护作用；对于Ⅱ型胶原诱导的类风湿关节炎大鼠模型有显著的抗炎及关节保护的作用等。 由此可见，二甲双胍能通过一系列机制发挥了降糖外作用，对各种疾病有一定的治疗作用，具有着广泛的应用前景。 （本答案由中山大学孙逸仙纪念医院 郭翀翀提供） 也谈二甲双胍的一些研究成果 1、二甲双胍不能改善儿童糖尿病的病程。最近有论文指出，服用二甲双胍的儿童虽然可能控制好血糖，但是没有阻止和延缓一型糖尿病的初发时的病程。一型儿童糖尿病，仍然会随着时间加剧。 2、与昔洛舍平联用的抗癌作用。2017年，欧洲一实验室人体血液体外试验表明，二甲双胍抗癌作用很微弱，需要剂量很大，但是与降血压药昔洛舍平联用，很小的剂量抗癌效果极佳。 3、二甲双胍可能存在一些风险。最主要的风险，本人认为是中国糖尿病防治指南中的提醒，即可能呼吸睡眠低通气综合征变得越来越复杂，医生叫欧杀斯soars,在晚上睡觉后，血红蛋白可能携带氧气量不足。从而导致睡眠时缺氧，这个也属于统计数据，即百分之七十糖尿病人有呼吸睡眠低通气综合征。轻症呼吸不中断，重症偶尔呼吸中断，从而导致心率加快到100以上苏醒。这个严重问题会导致糖尿病人睡眠时大脑轻中度缺氧，并且夜间多次苏醒。我认为时间长的话可能引起大脑中枢和神经系统缓慢性不可逆的改变。这个缺氧综合症与二甲双胍的关系仍然在研究中。当然二甲双胍仍然属于安全性能较好的药物，一般认为可以使用二十年以上。不存在肝脏和肾脏毒性，可以用于怀孕哺乳期妇女，可以用于十岁以上的儿童。当肾小球过滤率小于30的严重肾衰患者和肝癌晚期患者，应慎用减少使用量。 目前二甲双胍的作用机理仍不清楚，它主要通过抑制肝脏糖元释放速度降糖和抗癌，最新的研究表明，二甲双胍改变人体内多种活性酶（人体的新陈代谢多种蛋白质酶）的活性，对人体产生多种影响，主要是抑制新陈代谢速度，从而产生良性作用。 我见过国外研究2甲的结果说明。大家可以网上查询证实。毕竟它确实有功效，患者的不同感受很正常。同一种病也是因人而异的，比如感冒也不是人人都服一种药物治愈。目前降糖是主要目的，患者需要选择适应自己的降糖药。医生有介绍的权利，选择是自己的权利。还是应当感谢宣传的朋友。 二甲双胍是中国糖尿病治疗指南中推荐的首选药物，被称为金双胍，即经济实用又卓有有效，如没有肝肾并发症，可终身服用。二甲双胍可以使糖化血红蛋白平均降低一点左右。二甲双胍的作用不是治疗糖尿病，而是控制血糖。 我以前曾翻译过一篇英国科学家有关二甲双胍最新研究成果的文章，文章中主要内容是说二甲双胍可有效延缓人体生理机能衰老。英国科学家认为，长期服用二甲双胍人的寿命理论上可以达到120岁，并将其列为主要研究课目，其目的是将其研制成预防衰老的药物。英国科学家在其它动物身上进行过试验，并证实了这一事实。 一般认为糖尿病人的预期寿命比正常人要少十年左右，而现实中却有很多长寿的糖尿病人，该研究认为二甲双胍在延长糖尿病人的寿命方面具有重要作用。 我说的都是有正确依据的，请大家不要相信某些人的胡说。要查证落实很简单，只需在网上查一下《中国糖尿病治疗指南》即可。 如有错误，敬请专家达人指正。

本发明涉及一种盐酸二甲双胍的合成方法，属于有机合成技术领域。

背景技术：

盐酸二甲双胍是双胍类降糖药，使用历史悠久，有着良好的降糖效果和安全性。用于单纯饮食控制不满意的ⅱ型糖尿病人，尤其是肥胖和伴高胰岛素血症者，用盐酸二甲双胍不但有降血糖的作用，还可能有减轻体重和高胰岛素血症的效果。对某些磺酰脲类疗效差的患者可奏效，如与磺酰脲类、小肠糖苷酶抑制剂或噻唑烷二酮类降糖药合用，较分别单用的效果更好。亦可用于胰岛素治疗的患者，减少胰岛素用量。

专利文献cn105968032b中在高压密闭环境下以二甲胺、双氰胺、盐酸溶液以及催化剂有机酸为起始原料进行合成，由于本身盐酸二甲双胍为水溶性物质，产品基本全部溶于水中，虽然后来经过精制得到产品，但是仍会有部分损失。