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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE T H È S E PRESENTÉE À L’UNIVERSITÉ ABOUBEKR BELKAID DE TLEMCEN FACULTÉ DES SCIENCES DEPARTEMENT DE CHIMIE POUR OBTENIR LE DIPLOME DE DOCTORAT EN CHIMIE Spécialité : CHIMIE ORGANIQUE APPLIQUÉE PAR MEMMOU FAIZA (née MEMMOU) SYNTHESE, ETUDES CINETIQUES ET EVALUATION DE L’ACTIVITE DE DERIVES DE L’EUGENOL. COMPOSITION DE L’HUILE ESSENTIELLE EXTRAITE DU CLOU DE GIROFLE Soutenue Le 05 décembre 2015 devant la commission d’examen Président Pr. MANSRI ALI Université de Tlemcen Directrice de thèse Pr. MAHBOUB RADIA Université de Tlemcen Examinateurs Pr. ABDI KELTOUM Université de Sidi Bel-Abbès Pr .BOUSSALEM SMAIN Centre Universitaire de Aïn –Témouchent Pr. TABTI BOUFELDJA Université de Tlemcen Invitée Pr. MOKHTARI MALIKA Université de Tlemcen Année universitaire : 2015- 2016 Dédicaces À ma chère maman À mon petit frère À mon conjoint et mon fils À mes frères et ma sœur À toute ma famille À mes amis et mes collègues À tous ceux qui aiment la science REMERCIEMENTS Louange à Allah, nous Le glorifions, Lui demandons aide et invoquons Son pardon contre le mal de nos pechés, celui qui fut guidé personne ne peut l’égarer et celui qui est égaré personne ne peut le guider. Je témoigne qu’il n’y a point de divinité digne d’adoration sauf Allah, l’Unique, qui n’a point d’associé et je témoigne aussi que Muhammed est Son Serviteur et Son Messager, que la bénédiction d’Allah soit sur Lui, sa famille, ses compagnons, et tous ceux qui le suivent sur le droit chemin jusqu’au Jour Dernier. Ensuite… Je tiens à remercier vivement Madame le Professeur Radia Mahboub à Faculté des Sciences de l’Université Aboubakr Belkaid de Tlemcen, pour l’honneur qu’elle m’a faite en acceptant la direction de ma thèse. Son dynamisme, sa disponibilité, son aide, ses précieux conseils, ses connaissances scientifiques m’ont permis d’avancer plus loin dans mes recherches. Je la remercie, tout particulièrement, pour ses grandes qualités humaines et son soutien permanent, au long de ces années. Je remercie Monsieur le Professeur Ali Mansri de Faculté des Sciences à l’Université de Aboubekr Belkaid de Tlemcen pour son aide et pour avoir bien voulu présider le jury et examiner ce travail. Mes remerciements vont aussi à Madame le Professeur Keltoum Abdi à l’Université de Sidi Bel-Abbès , à Monsieur le Professeur Smail Boussalem à Centre Universitaire de Aïn – Témouchent , à Monsieur le Professeur Boufeldja Tabti à l’Université de Tlemcen et à Madame le Professeur Malika Mokhtari à l’Université de Tlemcen pour avoir accepté de rapporter et de juger mon travail. Je vous transmets ma profonde gratitude pour le temps que vous avez consacré à la lecture de ce document ainsi que pour vos remarques lors de ma soutenance. Je remercie, également, Melle K. Fallah technicienne au laboratoire pédagogique de microbiologie et à toute l’équipe de chimie du laboratoire pédagogique de l’Université de Bécher et aussi à toute l’équipe du laboratoire de LAMMABE (Laboratoire de Microbiologie Appliquée à l’agroalimentaire, Au Biomédical et à l’Environnement) de l’Université de Tlemcen. Je remercie le laboratoire de Chimie Organique et Organométallique (ISM) de l’Université de Bordeaux-I pour les analyses GC-MS et RMN ; et je remercie, également le laboratoire de Chimie Thérapeutique de l’Institute de Chimie Moléculaire de l’Université de Reims (URCA) pour les analyses RMN. Un très grand merci à ma mère pour ses encouragements et son soutien tout au long de mes études et aussi pour ses innombrables sacrifices, à mes frères et ma sœur, à mon conjoint, à mon fils Mahdi Charaf Addine que j’adore pour tout ce qui m’apporte. Je tiens à exprimer mes sincères gratitudes à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail. Merci à toute ma famille pour leur soutien et leur amour qui m’ont permis d’aboutir au grade de Docteur en chimie organique et de devenir la personne que je suis. Résumé Ce travail s’inscrit dans le cadre de la synthèse de dérivés de l’eugénol et de sa valorisation en tant qu’antioxydant et antibactérien. La préparation de dérivés de l’eugénol est réalisée en deux parties: la première est la synthèse du 6-bromoeugénol par l'action du LiBr sur l’eugénol en présence de Cu(OAc)2 et conduit exclusivement au composé orthomonobromé. Le rendement du produit isolé est très élevé. Un mécanisme faisant appel à une substitution électrophile par l'anion Br - est postulé, permettant l'interprétation de cette réaction de bromation régiosélective. La deuxième partie est la synthèse de l’acétate d’eugénol par l’action de l’anhydride acétique sur l’eugénol. Les rendements des produits obtenus sont variés. Nous proposons un mécanisme d’estérification. L’évaluation de l’activité antioxydante de dérivés de l’eugénol par la méthode HPTLC, s’est révélée positive par l’apparition de taches jaunes sur la plaque CCM pulvérisées par le DPPH●. L’activité antioxydante des différents produits (6-bromoeugénol, acide ascorbique, eugénol et acétate d’eugényle) a été évaluée par la méthode de piégeage du radical libre DPPH● (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyle). Les propriétés antioxydantes ont été mesurées et mises en évidence par la concentration d’inhibition IC50 et par la cinétique de réduction. Les résultats de la capacité de piégeage du radical libre DPPH● sont très intéressantes avec : IC50BrEu = 34.270 μg/mL, IC50AcAs =54.888 μg/mL, IC50Eu =130.485 μg/mL, et IC50AcEu = 0 μg/mL, respectivement avec des temps de réaction TEC50BrEu =1.45min, TEC50AcAS = 0.95min, TEC50Eu = 1.55min et TEC50 AcEu = 34min, qui corrèlent avec leurs structures chimiques. Les résultats obtenus montrent bien que le 6-bromoeugénol est l’antioxydant le plus efficace de cette série de produits. L’activité antibactérienne a été déterminée sur trois souches bactériennes selon la méthode de diffusion en milieu gélosé. Les diamètres des zones d’inhibition dȗs à la croissance microbienne au tour des disques représentent l’activité antimicrobienne maximale. Les résultats obtenus montent bien que la souche de Staphylococcus aureus se révèle la plus résistante pour tous les échantillons. La souche d’Escherichia coli est plus résistante que la souche de Pseudomonas aeruginosa. Mots clés : Synthèse de dérivés de l’eugénol, activité antibactérienne, activité antioxydante (HPTLC, DPPH). SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE ......................... …………………………………………………1 CHAPITRE 1 : Propriétés des dérivés phénoliques. Synthèse de dérivés du l’eugénol 1.1. Généralités sur les phénols……………………………………………………………………….4 1.2. Réactivité chimique des dérivés phénoliques……………………………………………………6 1.2.1. Réactivité liée aux propriétés de la liaison O-H……………………………………………….7 1.2.1.1. Alkylation : Synthèse d’éthers aromatiques…………………………………………………7 1.2.1.2. Acylation : Synthèse d’esters aromatiques…………………………………………………. 8 1.2.2. Réactivité liée aux propriétés du noyau aromatique et autres réactions……………………… 9 1.2.2.1. Réaction de substitution électrophile aromatique……………………………………………9 1.2.2.2. Réaction de bromation……………………………………………………………………….10 1.2.2.2. a. Monobromation en position para du phénol……………………………………………..11 1.2.2.3. Réarrangement de Claisen………………………………………………………...................11 1.3. Eugénol…………………………………………………………………………………………..12 1.3.1. Présentation…………………………………………………………………………………….12 1.3.2. Propriétés physico-chimiques………………………………………………………………….13 1.3.3. Propriétés biologiques………………………………………………………………………….13 1.3.4. Toxicité………………………………………………………………………………………...13 1.3 .5. Sources………………………………………………………………………………………...13 1.3.5.1. Sources naturelles de l’eugénol…………………………………………………...................13 1.3.5.1. a. Extraction de l’eugénol ………………………………………………………..................15 1.3.5.1.b. Mécanisme de réaction…………………………………………………………................16 1.3.5.1.c .Biosynthèse des phénylpropanoïdes…………………………………………………………..…17 1.3.5.1.d. Biosynthèse de l’allylphénol dans Ocymum basilicum L. : eugénol et méthyleugénol ….18 1.3.5. 2. Sources industrielles ou synthétiques de l’eugénol………………………………………...19 1.3.6. Médicaments contenant de l'eugénol…………………………………………………………..19 1.3.7. Réactivité chimique de l’eugénol et ses dérivés……………………………………………….20 1.3.7.1. Synthèse de vanilline ………………………………………………………………………..20 1.3.7.2. Synthèse de l'impéranène…………………………………………………………................21 1.3.7.3. Synthèse des ciments dentaires……………………………………………………………...22 1.3.7.4. Synthèse de l’époxyde d’eugénol…………………………………………………………...23 1.3.7.5. Synthèse d'acétate d’eugényle ou éthanoate d’eugényle…………………………………….24 1.3.7.6. Synthèse de dérivés du pyrazole…………………………………………………………….25 1.3.7.7. Synthèse 7-hydroxy-3',4'-diméthoxyisoflavon……………………………………………..26 1.3.7.8. Synthèse du phthalocyanine………………………………………………………………….27 1.4. Résultats et discussions…………………………………………………………………………..29 1.4.1. Eugénol et ses dérivés………………………………………………………………………….30 1.4.2. Synthèse d'acétate d’eugényle ou éthanoate d’eugényle……………………………………....30 1.4.3. Synthèse du 6-bromoeugénol………………………………………………………………….34 1.4.4. Essais de réactions de substitutions électrophiles aromatiques……………………………… .38 1.4.5. Conclusion……………………………………………………………………………………..39 1.5. PARTIE EXPERIMENTALE…………………………………………………………………...40 Références Bibliographiques…………………………………………………………………………45 CHAPITRE 2 : Etude antioxydante et antibactérienne Partie I. Evaluation de l’activité antioxydante des dérivés de l’eugénol et études cinétiques. 2. Activité antioxydante………………………………………………………………………………48 2.1. Introduction………………………………………………………………………………………48 2.2. Les radicaux libres et le stress oxydant………………………………………………………….48 2.2.1. Le stress oxydant………………………………………………………………………………48 2.2.1.1. Introduction………………………………………………………………………………….48 2.2.1.2. Définition…………………………………………………………………………………….48 2.2.2. Les radicaux libres………………………………………………………………………….. ...48 2.2.2.1. Définition………………………………………………………………………………….…48 2.2.2.2. Nature des radicaux libres …………………………………………………………………..49 2.2.2.2.1. Espèces réactives dérivées de l’oxygène (ERO) ………………………………………….49 2.2.2.2.1.a. Ion superoxyde……………………………………………………………………….….49 2.2.2.2.1.b. Radical libre hydroxyle: HO●............................................................................................49 2.2.2.2.1.c. Oxygène singulet: 1O2 …………………………………………………………………..50 2.3. Antioxydants……………………………………………………………………………………..50 2.3.1. Définition……………………………………………………………………………………....50 2.3.2. Utilisation des antioxydants……………………………………………………………………51 2.3.3. Additifs alimentaires…………………………………………………………………….……..51 2.4. Classification des antioxydants…………………………………………………………….….…51 2.4.1. Antioxydants de synthèses……………………………………………………………….…....52 2.4.2. Substances synergiques…………………………………………………………………..……52 2.4.3. Antioxydants d’origine végétale……………………………………………………………....53 2.4.3.1. Acide ascorbique ou la vitamine C et ses dérivés : (SIN 300) ………………………..….53 2.4.3.2. Tocophérols ………………………………………………………………………………...54 2.4.3.3. Exemple :Vitamine E ……………………………………………………………………...54 2.4.3.4. Caroténoïdes ………………………………………………………………………………..55 2.4.3.5. Composés phénoliques ……………………………………………………………………..56 2.4.3.5.a. Acides phénoliques (C6-C1 ou C6-C3) ………………………………………………..57 2.4.3.5.a1. Acides hydroxybenzoïques C6-C1……………………………………………………...58 2.4.3.5.a2. Acides hydroxycinnamiques C6-C3 …………………………………...........................58 2.4.3.5.b. Flavonoïdes C6-C3-C6 …………………………………………………………………..59 2.4.3.5.c. Coumarines C6-C3………………………………………………………………….........60 2.4.3.5.d. Tannins…………………………………………………………………………………...60 2.4.3.6. Composés phénoliques des raisins………………………………………………………....60 2.4.3.7. Composés phénoliques des margines ……………………………………………………...62 2.4.3.8. Composés phénoliques des feuilles d’olivier……………………………………………....62 2.4.3.9. Composés phénoliques extraits de végétaux (épices)………………………………………63 2.5. Mécanismes d’action des antioxydants………………………………………………………....64 2.5.1. Antioxydants primaires ou distributeurs de chaine…………………………………………..64 2.5.2. Antioxydants secondaires…………………………………………………………………….64 2.6. Différents types d’antioxydants………………………………………………………………...65 2.6.1. Antioxydants de type I………………………………………………………………………..65 2.6.2. Antioxydants de type II………………………………………………………………………65 2.6.3 Antioxydants de type III………………………………………………………………………65 2.6.4. Antioxydants synthétiques …………………………………………………………………...65 2.7. Efficacité des antioxydants …………………………………………………………………….67 2.7.1. Evaluation de la capacité antioxydante par des tests in vitro ………………………………..67 2.7.2. Tests les moins fréquemment cités dans la littérature ……………………………………….67 2.7.2.1. Test Rancimat …………………………………………………………………………...…67 2.7.2.2.β-carotène comme indicateur d’oxydation ………………………………………………..67 2.7.2.3. Dosage des TBARS ………………………………………………………………………..68 2.7.2.4. Test de crocine …………………………………………………………………………….68 2.7.3. Tests les plus utilisés …………………………………………………………………………68 2.7.3.1. Test de réduction du radical-cation ABTS+● ou TEAC……………………………………69 2.7.3.2. Test de capture uploads/Litterature/ synthese-etudes-cinetiques-et-evaluation-de-lactivite-de-derives-de-leugenol.pdf