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1 République Algérienne Démocratique Et Populaire MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT S

1 République Algérienne Démocratique Et Populaire MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE EL-HADJ LAKHDAR BATNA FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DES SCIENCES DE LA MATIERE MEMOIRE Pour l’obtention du diplôme de MAGISTER Spécialité : Chimie Organique Présenté par : MOKHTARI MOUNA THEME ETUDE PHYTOCHIMIQUE DE LA PLANTE CALYCOTOME SPINOSA.Link DEVANT LE JURY DIBI AmmarPr. Université de Batna Président ABERKANE Med CherifM.C Université de Batna Rapporteur EL-HILLOU Malek Rasoul YacinePr. Université d’Oum El Bouaghi Examinateur HARKAT Hassina M.C Université de Batna Examinatrice BITAM Fatima M.C.B Université de Batna Invitée Année Universitaire : 2011-2012 2 Remerciements Ce travail a été effectué au laboratoire de chimie et chimie de l’environnement, au département de chimie, à la faculté des sciences de l’université de Batna, sous la direction de monsieur Med cherif Aberkane, maître de conférences à l’université de Batna. Je tiens à le remercier tout particulièrement pour tous ses efforts et pour le soutien qu’il m’a témoigné tout au long de cette étude placée sous sa direction. Je tiens à exprimer toute ma gratitude à Monsieur le professeur AmarDIBI (Université de Batna) d’avoir aimablement accepté de présider le jury de cettethèse. Je remercie vivement Monsieur le professeur Malek Rasoul Yacine EL-HILLOU (Université d’Oum El Bouaghi) d’avoir bien voulu juger ce travail. Je remercie mademoiselleHassina HARKATmaître de conférences de l’université de Batna,qui a bien voulu examiner ce manuscrit et juger ce travail. Je remercie mademoiselleFatima BITAMmaître de conférences de l’université de Batna, d’avoiraccepté notre invitation pour participer à ce jury de thèse. J’exprime mes sincères remerciements à monsieur Paul Mossetprofesseur de ENSC de l’université de Renne pour son aide et sa disponibilité enme permettant la réalisation des spectres. Merci à Sonia CHABANI de m’avoir aidé durant les moments difficiles… Mes remerciements vont également à tout mes amis, particulièrement Sawsen, Najet, Ouasila, Siham, Amira, Badra, Soria, Wasilaet tous les autres car trop nombreux pour les nommer tous. Merci à mes proches notamment mes parents, mon mari, mes deux enfants Anfel et Akram, mes sœurs Warda, Selma etAsma, mes frères Yahya, Lotfi et Ilyes. Sans vous, rien n’aurait possible, merci de votre soutien moral et de votreamour… 3 Dédicace CETTE THÈSE REPRÉSENTE L’ABOUTISSEMENT DU SOUTIEN ET DES ENCOURAGEMENTS QUE MES PARENTS M’ONT PRODIGUÉS TOUT AU LONG DE MA SCOLARITÉ. LA PATIENCE ET L’ENCOURAGEMENT DE MON MARI M’ONT AIDÉ À SURMONTER TOUTES LES DIFFICULTÉS RENCONTRÉES AU COURS DE CETTE THÈSE. A MES DEUX ENFANTS ANFEL ET AKRAM. A MES FRÉRES YAHYA, LOTFI, ILYES. A MES SŒURS WARDA, SELMA, ASMA. A MES NEVEUX FADI ET ASSIL. 4 ABREVIATIONS UTILISEES °C :Degré Celsius į:Déplacement chimique 1D : monodimensionnelle 2D :bidimensionnelle AcOEt :Acétate d’éthyle CC :Chromatographie sur colonne CCM :Chromatographie sur couche mince CHCl3 :Chloroforme COSY :Spectroscopie de Corrélation H-H d :doublet dd :doublet de doublet s :singulet tl :triplet large t :triplet HMBC :Heteronuclear Multiple Bond Correlation HSQC :Heteronuclear Single-Quantum Correlation Hz :Hertz IR :Infra- Rouge J :constantes de couplage (RMN) m:multiplet Me :Méthyle DMSO-d6 :Diméthylsulfoxyde deutéré Acétone-d6acétone deutéré MeOH :méthanol MS :spectrométrie de masse ppm :partie par million Rf :facteur de rétention RMN :résonance magnétique nucléaire TMS:Tetramethylsilane UV: Ultraviolet 5 Sommaire Introduction…………………………………………………………………….. 8 Chapitre I: Rappel bibliographique I.1. Description de la plante étudiée……………………………………………… 11 I.1.1.La famille des Fabaceae……………………………………………………. 10 Caractères botaniques de la famille………………………………………. 11 Appareil végétatif…………………………………………………………….. 12 Appareil reproducteur…………………………………………………….. 12 Phylogénie………………………………………………………………... 13 I.1.2. La sous-famille des Papilionoideae………………………………………… 13 Caractères botaniques…………………………………………………….. 13 I.1. 3 Le genre Calycotom……………………………………………………………...... 14 Origine du nom…………………………………………………………… 14 Utilisation………………………………………………………………… 15 Classification scientifiquede C. spinosa...………………………………. 15 I.1.4 Etudes chimiques sur la famille des Fabaceae……………………………… 17 I.I.5 Les travaux antérieurs sur la phytochimie du genre calycotome……………. 17 Chapitre II: Les composés flavonoidique II.1 Les Flavonoides…………………………………………………………….. 21 II.2. Classes des Flavonoides…………………………………………………… 22 -Flavones, Flavonols………………………………………………………... 23 -Flavanones…………………………………………………………………. 25 -Isoflavones…………………………………………………………………. 26 -Chalcones, aurones…………………………………………………………. 26 -Biflavonoïdes………………………………………………………………. 27 6 -Les anthocyanidines………………………………………………………... 27 -Hétérosides flavonoïdiques…………………………………………………. 28 II.3. Biosynthèse des Flavonoides………………………………………………. 27 II.4. Le Rôle Bioactif des Flavonoides………………………………………….. 31 II.5. Etude Chimique des Flavonoïdes………………………………………….. 34 II.5.1. Chromatographie………………………………………………………… 34 II. 5.2. Spectroscopie UV……………………………………………………….. 34 II. 5.3. Spectrométrie de Masse…………………………………………………. 34 Chapitre III: Résultats et discussion III.1 Introduction………………………………………………………………... 38 III.2 Extraction………………………………………………………………….. 38 III.2.1 Macération……………………………………………………………….. 38 Protocole………………………………………………………………… 39 III.2.2 Séparation………………………………………………………………... 40 A-Extrait chloroformique……………………………………………………. 40 B- Extrait butanolique...……………………………………………………... 40 III.2.3 Purification………………………………………………………………. 41 A- Extrait chloroformique………………………………………………….. 41 B- Extrait butanolique...…………………………………………………….. 42 III.3 Détermination de structure des composés isolés………………………….. 42 III.3.1 Identification du produit M1……………………………………….. 43 III.3.2 Identification du produit M2……………………………………….. 54 III.3.2 Identification du produit M3……………………………………….. 67 III.3.2 Identification du produit M4……………………………………….. 79 Conclusion……………………………………………………………………… 86 7 Chapitre IV : Partie expérimentale IV.1 Introduction……………………………………………………………….. 91 IV.2 Matériel Végétal…………………………………………………………… 91 IV.3 Méthodes Physico-chimiques...………………………………………….... 91 IV.3.1 Spectres de Masse (MS)…………………………………………………. 91 IV.3.2 Spectres de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)………………….. 91 IV.3.3 Spectroscopie Infrarouge (IR)…………………………………………… 91 IVI.3.4Chromatographies………………………………………………………. 91 IV.3.4.1 CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE (CCM)………….. 91 IV.3.4.2 CHROMATOGRAPHIE SUR COLONNE (CC)……………………. 92 IV.4 Méthodes de fractionnement et de Purification…………………………… 92 IV.4.1 Extrait chloroformique…………………………………………………… 92 VI.4.1.1. Purification……………………………………………………………. 95 ¾ Etude de (A-3+A-4)…………………………………………………….. 95 VI.4.2 Extrait méthanolique…………………………………………………….. 95 VI.2.1. Purification…………………………………………………………… 100 ¾ Etude de C-12………………………………………………………... 100 VI.4.3. Composés isolés de l’espèce Calycotome spinosa…………………… 101 VI.4.3.1. Composé M1……………………………………………………... 101 VI.4.3.2. Composé M2………………………………………………….. 103 VI.4.3.3. Composé M3……………………………………………………… 104 VI.4.3.4. Composé M4……………………………………………………… 106 Références bibliographiques………………………………………………….. 108 Résumé……………………………………………………………………….. 112 8 Introduction Depuis toujours, l’homme a utilisé sont environnement et en particulier les plantes pour se soigner. On estime que deux tiers des médicaments actuels ont une originenaturelle[1]: obtenus par hémi-synthèse, à partir d’unpharmacophore ou par modification d’un produit naturel, composés issus des biotechnologies, vaccins, composés d’origine végétale, microbiologique ou animale. Seul un tiers des médicaments commercialisés possède donc une origine purement synthétique. De plus, sur les 300 000 espèces végétales recensées, on estime que seules 15% d’entre elles ont été étudiées sur le plan phytochimique, dont 6% pour leurs activités biologiques[2] ce qui fait des plantes un réservoir de molécules bioactives encore peu exploré. Les substances naturelles et les plantes en particulier représentent une immense source de chimiodiversité, avec souvent des structures très originales dont une synthèse totale et rentable (complexité structurale, stéréospécificité…) est souvent impossible à réaliser. Néanmoins, il faut noter que, d’une part, le nombre d’espèces végétales diminue et que d’autre part, le savoir des médecines traditionnelles tend lui aussi à disparaître progressivement. Il en résulte une urgence à connaître et protéger ces espèces et les savoirs qui leur sont associés. Particulièrement en Algérie, les marchés regorgent de centaines de plantes médicinales différentes, sauvages ou cultivées localement. Certaines sont prescrites comme remèdes à usage domestique. D’autres sont mastiquées pour combattre la fatigue. Tout en encourageant la recherche et l’étude des substances actives dans les plantes, leur structure, leur distribution, leur modification et les processus de transformation qui se produisent au cours de leur vie, la revalorisation de la phytochimie en Algérie pourrait aboutir à l’homologation de nouveaux médicaments à base de plantes qui sont très riches en métabolites secondaires. Inscrit dans ce contexte général, ce travail de thèse a pour objectif de caractériser chimiquement les tiges et les feuilles d’une Légumineuses (Fabaceae) : Calycotome spinosum.Link. Après une présentation botanique de C. spinosumet de sa place dans lesclassifications scientifique, une synthèse bibliographique permettra de décrire les métabolites 9 secondaires principaux dans ce genre : les flavonoïdes. Puis, les principales études phytochimiques antérieures relatives aux espèces du même genre seront présentées afin d’introduire la partie principale de ce travail. Cette partie concerne en effet la purification et la caractérisation des molécules obtenues lors de l’étude phytochimique des tiges et des feuilles de C. spinosum. Le dernier volet est consacré à la présentation des techniques chromatographiques et d’analyse structurales utilisées. 10 Chapitre I Rappel bibliographique 11 I.1. Description de la plante étudiée I.1.1. La famille des Fabacées La grande famille des Fabacées (de faba, la fève) doit son unité à son fruit, appelé gousse ou légume, d’où l’autre dénomination de Légumineuses sous laquelle cette famille est plus connue. Les Fabacées constituent une des plus grandes familles des plantes à fleurs, avec plus de 730 genres et 19 400 espèces, réparties aussi bien en milieu tempéré que tropical [3]. Les formes arborescentes prédominent dans les pays chauds et les formes herbacées dans les régions tempérées [4]. Néanmoins, la prédilection des plantes de cette famille pour les habitats arides ou semi-arides est reliée à leur métabolisme dépendant de l’azote, qui est considérée comme une adaptation aux variations climatiques et imprévisibles de l’habitat. En effet, la fixation de l’azote viala symbiose légumineuses-rhizobium permet aux plantes de cette famille d’obtenir des taux élevés en azote ammoniacal au niveau de leurs racines en fonction de la demande de leur métabolisme [3]. Cette famille est composée de variétés horticoles et beaucoup d’espèces sont récoltées dans un but alimentaire, tant pour l’alimentation humaine (haricot, pois, fève, soja) qu’animale (trèfle, luzerne, sainfoin), pour leur huile (arachide, soja), leurs fibres, comme combustible, pour leur bois, leur utilisation en médecine (spartéine extraite du genêt à balais, réglisse) ou en chimie [3]. Caractères botaniques de la famille Les plantes de la famille des Fabacées possèdent plusieurs caractères morphologiques en commun. Néanmoins, on observe aussi dans cette famille de très nombreux types floraux, dues à plusieurs tendances évolutives, plus ou moins uploads/Litterature/ sce-mokhtari-mouna.pdf