N° d’ordre : 19/2019-D/CH REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene Faculté de Chimie THESE Présentée pour l’obtention du grade de DOCTEUR EN SCIENCES EN : CHIMIE Spécialité : Chimie Organique Appliquée Par : M MOHAMMEDI Hichem Sujet Extraction et caractérisation physico -chimique des métabolites secondaires de Ruta L., Ammodaucus leucotrichus et Bassia muricata L. Soutenue publiquement, le 15/12/2019, devant le jury composé de : Mme. TAZEROUTTI Ammal Professeur à l’USTHB Présidente Mme. MECHERARA-IDJERI Samira Maitre de conférence/A à l’USTHB Directrice de thèse Mme. HASSANI Aicha Professeur à l’ENS Co-directrice de thèse M. MOHAMED AMINE FERHAT Professeur à l’ENS Examinateur M. FOUDIL-CHERIF Yazid Professeur à l’USTHB Examinateur Mme. ALOUACHE Souhila Maitre de conférence/A à l’ENSSMAL Examinatrice Remerciements Je remercie Dieu de m’avoir prêté vie, santé et volonté pour achever ce travail. Ce travail a été réalisé au laboratoire d’Analyse Organique Fonctionnelle de la faculté de chimie de l’Université des Sciences et de la Technologie HOUARI BOUMEDIENNE (USTHB), au Centre de Recherche Scientifique et Technique en Analyse Physico-chimique (CRAPC) et au centre de recherche et de développement CRD-SAIDAL. Je tiens tout particulièrement à remercier Professeur MECHERARA-IDJERI Samira de m’avoir proposé ce sujet et de m’avoir guidé tout au long de ce travail. Je lui suis par ailleurs reconnaissant pour la liberté qu’elle m’a accordée dans les orientations de mes recherches et pour la confiance qu’elle m’a toujours témoignée. Qu’elle trouve ici ma profonde gratitude. Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance au Professeur A. HASSANI d’avoir accepté être ma co-directrice de thèse et de d’avoir m’accueillir dans son laboratoire au sein de son équipe. Je suis très sensible à l’honneur que me fait le Professeur A. BAALIOUAMEUR, Ex-directeur du laboratoire d’Analyse Organique Fonctionnelle (Faculté de Chimie) de m’avoir accueilli dans son laboratoire. Je tiens également à remercier toute l’équipe du centre de recherche Scientifique et Technique en Analyse physico-chimique (CRAPC) de m’avoir aidé à faire toutes mes analyses en CPG et CPG-SM. Je remercie vivement Dr. K. AZINE directrice du laboratoire de pharmacologie au centre de recherche et de développement CRD-SAIDAL pour les tests biologiques et pharmacologiques. Que Mme F. TAZROUTI (USTHB), Mr Y. FOUDIL-CHERID (USTHB), Mr A. FERHAT (ENS) et Mme S. ALOUACHE (ENSSMAL) ici mes sincères remerciements pour avoir accepté d’être les rapporteurs de ce travail. Je serais très heureux de bénéficier de leurs recommandations. Mes remerciements vont également à tous mes enseignants, qu’ils veuillent bien trouver ici l’expression de ma profonde gratitude. DEDICACES Je dédie ce modeste travail à A mes parents que Dieu les protège. A mon beau-père et ma belle-mère. A ma chère femme : Amina. A ma petite ange : Chahed. A mes sœurs : Samira, Nadjet, Yassmine et Douâa. A mes frères : Farid et Nacer. A mon cher ami: Mr. Salah BOUZID. A toute ma famille et à tous mes amis. Résumé Nos travaux de recherches ont porté sur la valorisation phytochimique de quelques plantes aromatiques et médicinales présentes dans notre biomasse et largement utilisées par les populations rurales ; Ammodaucus leucotrichus Coss. & Dur., Ruta montana L., et Bassia muricata L. Après l’extraction des huiles essentielles par différentes méthodes (hydrodistillation, hydrodistillation assistée par micro- ondes, hydrodistillation assistée par ultrason et l’entrainement à la vapeur d’eau) et la caractérisation de ces métabolites secondaires de ces espèces, des études détaillées de la variabilité chimique, de la toxicité, des activités antioxydantes, antibactériennes et anti-inflammatoires ont été menées afin de corréler la composition chimique aux effets thérapeutiques de ces plantes. L’analyse qualitative et semi-quantitative des huiles essentielles a été réalisée par CPG et CPG-SM. L’étude comparative nous a permis la classification des échantillons de Ruta montana en trois groupes distincts et ceux d’Ammodaucus leucotrichus en deux groupes. En revanche, les différentes techniques d’extraction n’ont pas permis d’isoler la partie volatile de Bassia muricata L. Nous nous sommes intéressés, par la suite, à l’extraction des composés phénoliques en utilisant plusieurs méthodes (macération, micro-ondes, Soxhlet et ultrasons). Ceci nous a permis de doser les polyphénols et les flavonoïdes contenus dans les espèces étudiées. Ces deux grandes familles de composés sont souvent responsables des effets biologiques des végétaux. La dernière partie consiste en l’évaluation des activités biologiques et pharmacologiques de nos métabolites secondaires. Les résultats obtenus ont montré que les extraits de R. montana, A. leuchotricus et B. muricata possèdent des activités antioxydantes très intéressantes. Les extraits d’Ammodaucus leucotrichus, ont montré un bon pouvoir inhibiteur contre certains microorganismes. Dans cette étude nous avons également déterminé, in vivo, les DL50 (dose létale) des extraits de R. montana et d’A. leuchotricus ainsi que leur activité anti-inflammatoire. Mots-clés : Ammodaucus leucotrichus Coss. & Dur. ; Ruta L. ; Bassia muricata L. ; huile essentielle ; polyphénols. Abstract Our research work focused on the phytochemical valorization of some aromatic and medicinal plants present in our biomass and widely used by rural populations; Ammodaucus leucotrichus Coss. & Dur., Ruta montana L., and Bassia muricata L. After the extraction of essential oils by different methods (hydrodistillation, microwave assisted hydrodistillation, ultrasonic assisted hydrodistillation and steam distillation) and the characterization of these secondary metabolites of these species; a detailed studies of the chemical variability, the toxicity, the antioxidant, antibacterial and anti-inflammatory activities were conducted to correlate the chemical composition with the therapeutic effects of these plants. The qualitative and semi-quantitative analysis of essential oils was performed using GC and GC-MS. The comparative study allowed to classify Ruta montana samples into three distinct groups and those of Ammodaucus leucotrichus into two groups. On the other hand, the isolation of the volatile part of Bassia muricata L. using different extraction techniques was not possible. Subsequently, we investigated the extraction of phenolic compounds using several methods (maceration, microwaves, Soxhlet and ultrasound). This allowed us to determine the polyphenols and flavonoids contained in the studied species. These two large families of compounds are often responsible for the biological effects of plants. The last part consists the evaluation of the biological and pharmacological activities of our secondary metabolites. The obtained results showed that the R. montana, A. leuchotricus and B. muricata extracts have an important antioxidant activities. A. leucotrichus extracts, showed a moderate inhibitory capacity against some microorganisms. In this study we also have determined, in vivo, the LD50 (lethal dose) of R. montana and A. leuchotricus extracts as well as their anti- inflammatory activity. Key words: Ammodaucus leucotrichus Coss.& Dur.; Ruta L.; Bassia muricata L.; essential oil; polyphenols. ملخص يهتم بحثنا هذا بتثمين الكيمياء النباتية لبعض النباتات العطرية والطبية الموجودة و التي يتم استخدامها على نطاق واسع من طرف السكان الريفيون: نبتة أم دريقة .Ammodaucus leucotrichus Coss. & Dur، نبتة الفيجل .Ruta montana L و نبتة الغبيثة .Bassia muricata L . بعد استخﻻص الزيوت اﻷساسية بطرق مختلفة )التقطير المائي، التقطير المائي بالميكروويف، التقطير المائي بالموجات فوق الصوتية و التقطير البخاري( و الدراسة الوصفية للمستخلصات هذه اﻷنواع، أجريت دراسات مفصلة عن التباين الكيميائي، السمية، النشاط المضاد لﻷكسدة ، النشاط المضاد للميكروبات و المضادة لﻻلتهابات و هذا بغرض الربط بين التركيب الكيميائي و النشاطات العﻻجية لهذه النباتات. تم إجراء التحاليل النوعية و شبه الكمية للزيوت اﻷساسية بواسطة التحليل الكروماتوغرافي في المرحلة الغازية و التحليل الكروماتوغرافي في المرحلة الغازية المقترن بمطيافية الكتلة. سمحت لنا مقارنة تركيبات الزيوت اﻷساسية لنبتة Ruta montana بتصنيف عيناتها الى ثﻻث مجموعات مميزة، بينما سمحت نفس الدراسة على الزيوت اﻷساسية لنبتة Ammodaucus leucotrichus بتصنيفها الى مجموعتين. من ناحية أخرى، رغم استعمال كل طرق اﻹستخﻻص، لم نتمكن من عزل الزيت اﻷساسي لنبتة Bassia muricata. قمنا في المرحلة الثانية باستخراج المركبات الفينولية باستخدام عدة طرق )التنقيع ، فرن الميكروويف ، جهاز سوكسلي و الموجات فوق الصوتية(. سمح لنا هذا بتحديد محتوى متعدد الفينول والفﻻفويدات الموجود المستخلصات العضوية للنبتات المدروسة. غالباً ما تكون هاتين العائلتين الكبيرتين مسؤولتين عن النشاطات البيولوجية للنباتات. في الجزء اﻷخير، تم تقييم اﻷنشطة البيولوجية و الدوائية للمستخلصات العضوية و الزيوت اﻷساسية. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن المستخلصات العضوية لكل من نبتة R. montana , A. leuchotricus و B. muricata لها أنشطة مضادة لﻷكسدة جد معتبرة. أظهرت دراسة النشاط المضاد للبكتيريا فعالية كبيرة لمستخلصات A. leucotrichus ضد بعض السﻻﻻت البكتيرية على عكس مستخلصات R. montana و B. muricata. في هذه الدراسة أيضا، تم تحديد LD50 )الجرعة المميتة(، في الجسم الحية، للزيوي اﻷساسية لكل من نبتتي R. montana و A. leuchotricus كما تم تقييم نشاطهم المضاد لﻻلتهابات. الكلمات المفتاحية: .Bassia muricata L. ،Ruta L. ،Ammodaucus leucotrichus Coss. & Dur، زيت أساسي، متعدد الفينول. SOMMAIRE Sommaire INTRODUCTION GENERALE Introduction ………………………………………………………………………………. 1 SYNTHESE