REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE DE CONSTANTINE 1 FACULTE DES SCIENCES EXACTES DEPARTEMENT DE CHIMIE N° d’ordre : Série : THESE Présentée pour obtenir le diplôme de Doctorat en sciences Spécialité: Pharmaco-chimie Option: Chimie pharmaceutique Par Naima BOUTAGHANE Etude phytochimique et pharmacologique de plantes médicinales JURY Algériennes Genista ulicina Spach (Fabaceae) et Chrysanthemum macrocarpum (Sch. Bip.) Coss. & Kralik ex Batt (Asteraceae) Soutenue publiquement le 29/04/2013 devant le jury : JURY Pr.Ahmed KABOUCHE, U. de Constantine 1 Président Pr. Zahia KABOUCHE, U. de Constantine 1 Directeur de thèse Pr. Laurence VOUTQUENNE, U. Champagne-Ardenne -Reims Co-Directeur de thèse Pr. Salah AKKAL, U. de Constantine 1 Examinateur Pr. Noureddine AOUF, U. Badji-Mokhtar -Annaba Examinateur Pr. Amar ZELLAGUI, U. Larbi Benmhidi- Oum El-Bouaghi Examinateur 0 Remerciements Ce travail de thèse a été réalisé entre le Laboratoire d’Obtention de Substances Thèrapeutiques, Faculté des Sciences Exactes de l’Université de Constantine 1, sous la direction du Professeur Zahia KABOUCHE, et le Laboratoire de Pharmacognosie, groupe Isolement et Structure, Faculté de Pharmacie de l’Université de Reims, sous la direction du Professeur Laurence VOUTQUENNE-NAZABADIOKO. A l’issue de ce travail, j’ai l’immense plaisir de remercier tous ceux qui ont permis sa réalisation dans des conditions exceptionnelles. Tout d’abord, je tiens particulièrement à remercier Madame le Professeure Zahia KABOUCHE pour m’avoir fait confiance, m’avoir conseillée tout au long de la réalisation de ce travail. Pour son soutien et sa grande générosité, qu’elle soit assurée de ma profonde gratitude. Je tiens à témoigner ma profonde reconnaissance à Madame le Professeure Laurence VOUTQUENNE-NAZABADIOKO pour m’avoir accueillie au sein du laboratoire de Pharmacognosie et pour m’avoir permis d’effectuer ce travail dans les meilleures conditions que soient. Merci pour votre gentillesse, vos conseils, votre rigueur scientifique et merci pour votre aide précieuse lors de la rédaction de ce manuscrit. Vous avez toujours su vous montrer disponible quand j’en avais vraiment besoin, les remerciements exprimés ici donc ne seront jamais à la hauteur de votre implication dans la réalisation de ce travail de thèse. J’exprime ma sincère reconnaissance à Monsieur Ahmed KABOUCHE pour le temps qu’il a pu consacrer à la lecture de ce manuscrit. Merci d’avoir accepté de présider le jury de ma thèse. Mes remerciements vont également à Monsieur le Professeur N. AOUF, de l’Université Badji-Mokhtar (Annaba), Monsieur le Professeur S. AKKAL de l’Université de Constantine 1 et Monsieur le Professeur A. ZELLAGUI de l’Université Larbi Ben M’hidi (OEB), d’avoir accepté de juger ce travail. 1 Je remercie en particulier Monsieur Abdulmagid ALABDUL MAGID pour s’être montré disponible à chaque fois que je l’ai sollicité pour avoir un avis avisé en RMN, pour sa grande générosité et son amitié. Je remercie de même Monsieur Alain SIMON du Laboratoire de Chimie Physique Minérale de l’Université de Limoges, pour la réalisation des tests de l’activité antiproliférative. Mes remerciements vont également à Madame le Professeure Yousria Ahmed MAKLAD (NRC, Le Caire, Egypte), pour m’avoir bien accueillie dans son laboratoire et de m’avoir appris avec rigueur les tests de l’activité anti-inflammatoire, analgésique et anti- ulcéreuse. Je remercie également tous les membres du laboratoire de pharmacognosie de Reims pour les facilités accordées pour la réalisation de ce travail : Madame le professeur Catherine LAVAUD, Bernard RICHARD, Agathe MARTINEZ, Charlotte SAYAGH et Nicolas BORIE. Je remercie mes amis de Reims Sarah et Samir qui ont rendu cette belle aventure plus agréable. Un grand merci pour les bons moments partagés, votre bonne humeur, votre disponibilité, votre aide et soutien moral. Je remercie Melle Dima MUHAMMAD pour les échanges scientifiques et personnels qu’on a pu partager et pour tous les moments passés ensemble au sein ou en dehors du laboratoire. Je ne voudrais pas oublier tous mes collègues que j’ai côtoyé au Laboratoire de Pharmacognosie de l’Université de Reims ainsi qu’au Laboratoire LOST de l’Université de Constantine1, notamment Diane, Nassima, Mahmoud, Michael, Assia Zeghib, Assia, Nedjwa, Wassila, Wissem et bien d’autres encore….. Enfin, Je tiens à remercier le ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Algérien, pour la bourse qui m’a été accordée dans le cadre du PNE 2009/2010 afin de finaliser ma thèse. 2 Liste d’abréviations Solvants et réactifs : AcOEt acétate d’éthyle AlCl 3 chlorure d’aluminium BuOH butanol CD 3OD méthanol deutéré CHCl 3 chloroforme CDCl 3 chloroforme deutéré DMSO-d6 diméthylsulfoxyde deutéré D2O eau deutérée H3BO 3 Acide borique HCl Acide chlorhydrique H2SO 4 acide sulfurique isoPro isopropanol MeCN acétonitrile MeCOEt méthyléthylcétone MeOH : méthanol M-H Mueller-Hinton MTT tetrazolium [3-(4,5- diméthylthiazol-2-yl)] NaOAc acétate de sodium NaOH Hydroxide de sodium PBS Phosphate Buffer Saline, (tampon phosphate salin) SDS Sodium-Dodecyl-Sulfatel TFA acide trifluoroacétique Technique chromatographique : CCM Chromatographie sur Couche Mince CC Chromatographie sur Colonne ouverte de silice CLHP Chromatographie Liquide Haute Performance CPP Chromatographie sur Plaque Préparative GC Chromatographie Gazeuse GC-MS Chromatographie Gazeuse Coupleé à la Spectrométrie de Masse C18 Silice greffée l litre ml millilitre min minute SiO 2 silice normale tr temps de retention VLC chromatographie liquide sous vide 3 Détermination structurale Api β-D-apiose Ara α-L-arabinose Gal β-D-galactopyranose Glc β-D-glucopyranose GlcA acide β-D-glucuronopyranosique Rha α-L-rhamnopyranose ax axial COSY COrrelated SpectroscopY d doublet dd doublet de doublets ddd doublet de doublets de doublet dl doublet large dm doublet de multiplet dq doublet de quadruplet dt doublet de triplet eq équatorial HMBC Heteronuclear Multiple Bonding Connectivity HSQC Heteronuclear Single Quantum Connectivity J (Hz) constante de couplage exprimée en Hertz m multiplet ppm parties par million qt quintuplet RMN Résonance Magnétique Nucléaire RMN 13 C Résonance Magnétique Nucléaire du carbone RMN 1H Résonance Magnétique Nucléaire du proton rOe rotation Overhauser effect ROESY ROtating Overhauser Effect SpectroscopY s singulet sl singulet large t triplet td triplet de doublet TOCSY TOal Correlation SpectroscopY δC Déplacement chimique du carbone en ppm δH Déplacement chimique du carbone en ppm ESI ElectroSpray Ionization (ionisation par électrospray) 4 HR haute résolution m/z masse/charge d’un ion SM Spectrométrie de Masse UV Ultra-Violet λmax longeur d’onde maximale [α] D Pouvoir rotatoire Activité biologique AINS Les antiinfammatoires non stéroïdiens ATCC American type culture collection CI50 : Concentration Inhibitrice à 50% COX Cyclo-Oxygénase CMI Concentration Minimale Inhibitrice DL50 Dose Léthale 50 NCCLS National committee for clinical laboratory standard PG Prostaglandine SNC Système Nerveux Central TNF α Tumor Necrosis Factor-alpha 5 Tables de Matières CHAPITRE 1 : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE I.1. L’ordre de Fabales……………………………………………………………………. 15 I.1.1. Les Fabaceae ……………………………………………………………………….. 15 I.1.2. Description botanique …………………………………………………………….. 15 I.1.3. Répartition géographique des Fabaceae …………………………………………... 16 I.1.4. Position systématique de la famille des Fabaceae………………………………… 16 I.1.5. Présentation du genre Genista ………………….………………………………… 20 I.1.5.1. Utilisation en médecine traditionnelle …………………………………………… 21 I.1.5.2. Quelques activités biologiques reconnues ………………………………………. 21 I.1.5.3. Métabolites isolés du genre Genista ………….…………………………………. 22 I.2. L’ordre des Asterales…………………………………………………………………. 27 I.2.1. Les Asteraceae ……………………………………………………………………… 27 I.2.2. Description botanique………………………………………………………………. 27 I.2.3. Position systématique de la famille des Asteraceae d’après APG III……….……… 29 I.2.4. Utilisations et intérêts économiques des Asteraceae....……………………………. 31 I.2.5. Présentation du genre Chrysanthemum …………………………………………….. 31 I.2.5. 1. Description botanique…………………………………………………………… 31 I.2.5. 2. Répartition Géographique ………………………………………………………. 32 I.2.5. 3. Utilisation en médecine traditionnelle ………………………………………….. 32 I.2.5. 4. Quelques activités biologiques reconnues………………………………………. 33 I.2.5. 5. Métabolites isolés du genre Chrysanthemum …………………………………… 34 CHAPITRE 2 : II.1 PRESENTATION DES FLAVONOIDES II.2 PRESENTATION DES TRITERPENOIDES ET DES SAPONOSIDES II.1. Présentation des flavonoides………………………………………………………… 41 II.1.1. Généralités…………………………………………………………………………. 41 II.1.2. Classification………………………………………………………………………. 41 II.1.3. Propriétés biologiques des flavonoides……………………. …………………….. 43 II.2.Présentation des triterpènes et saponosides ………… ……………………………… …... 45 II.2.1. Généralités…………………………………………………………………………. 45 II.2.2. Classification des saponosides ………………………………………………………. 45 6 II.2.3. Extraction et purification des saponosides……………………………………….. 52 II.2.4. Détermination structurale ………………………………………………………… 54 II.2.5. Propriétés biologiques des triterpènes ……………………………………….…… 57 II.2.6. Propriétés biologiques des saponosides …………………………………………. 58 CHAPITRE3 : Investigation chimique et biologique de Genista ulicina Spach. III.1.Rappels botaniques…………………………………………………………………... 64 III.2. Utilisation en médecine traditionnelle……………………………………………… 64 III.3.Travaux antérieurs sur l’espèce Genista