Caractérisation Des Huiles Essentielles Par CPG/Ir, CPG/SM
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Caractérisation des huiles essentielles par CPG/Ir, CPG/SM(IE et IC) et RMN du carbone-13 de Cistus albidus et de deux Asteraceae endémiques de Corse : Eupatorium cannabinum subsp. corsicum et Doronicum corsicum. Julien Paolini To cite this version: Julien Paolini. Caractérisation des huiles essentielles par CPG/Ir, CPG/SM(IE et IC) et RMN du carbone-13 de Cistus albidus et de deux Asteraceae endémiques de Corse : Eupatorium cannabinum subsp. corsicum et Doronicum corsicum.. Chimie. Université de Corse, 2005. Français. tel-00441322 HAL Id: tel-00441322 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441322 Submitted on 15 Dec 2009 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. UNIVERSITE DE CORSE PASCAL PAOLI FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES THESE pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE CORSE Discipline : Chimie Organique et Analytique Présentée et soutenue publiquement par Julien PAOLINI le 12-12-2005 CARACTERISATION DES HUILES ESSENTIELLES PAR CPG/Ir, CPG/SM-(IE et IC) et RMN DU CARBONE-13 DE CISTUS ALBIDUS ET DE DEUX ASTERACEAE ENDEMIQUES DE CORSE : EUPATORIUM CANNABINUM SUBSP. C ORSICUM ET DORONICUM CORSICUM Directeur : Pr. Antoine-François BERNARDINI Codirecteur : Pr. Jean COSTA JURY Mme L. LIZZANI-CUVELIER Professeur, Université de Nice (Rapporteur) Mme C. MENUT Professeur, ENS Chimie Montpellier (Rapporteur) M. J.C. VALLEE Directeur des opérations économiques, ADEC M. J. CASANOVA Professeur, Université de Corse M. J. COSTA Professeur, Université de Corse M. A.F. BERNARDINI Professeur, Université de Corse A mes parents A mes frères, Manu et Nels A mon amie, Lili AVANT PROPOS Ce travail a été réalisé au sein de l’équipe « Chimie des Produits Naturels » de l’Université de Corse, associée au CNRS (UMR 6134), sous la direction de Monsieur le Professeur Antoine-François BERNARDINI et de Monsieur le Professeur Jean COSTA. Je profite de l’occasion qui m’est ainsi donnée pour exprimer à Monsieur le Professeur Antoine-François BERNARDINI ma respectueuse gratitude. J’ai été très sensible à sa grand e disponibilité et à la totale confiance qu’il m’a accordé e. Sa grande expérience, ses précieux conseils et ses encouragements ont permis le bon déroulement et l’aboutissement de ce travail de thèse. J’ai trouvé en lui un directeur ouvert qui m’a guidé dans mon travail tout au long de ces années. Je le remercie de s’être soucié de mon devenir. Je remercie sincèrement Monsieur le Professeur Jean COSTA, qu’il trouve ici l’expression de ma profonde reconnaissance tant pour son dévouement exemplaire et son encadrement sans faille que pour ses recommandations et avis judicieux durant nos séances de travail. Je suis très sensible à l’honneur que me font Madame le Professeur Louisette LIZZANI-CUVELIER (Université de Nice-Sophia Antipolis) et Madame le Professeur Chantal MENUT (Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier), en acceptant d’être les rapporteurs de ce travail. Je suis très heureux de bénéficier de leurs observations et je tiens à leur exprimer ma sincère reconnaissance pour cette marque d’intérêt. Que Monsieur Jean-Charles VALLEE (Directeur des opérations économiques, ADEC) trouve ici l’expression de mes sincères remerciements pour l’intérêt qu’il a bien voulu apporter à ce travail en acceptant de participer à cette Commission d’Examen. Je veux exprimer, ici, ma respectueuse gratitude à Monsieur le Professeur Joseph CASANOVA pour avoir bien voulu participer à ce jury et aussi pour l’accueil qui m’a toujours été réservé a u laboratoire « Chimie et Biomasse » qu’il dirige. Je le remercie de m’avoir fait profiter de son expérience et de sa rigueur scientifique. Je remercie vivement Mademoiselle Pascale BRADESI, Maître de conférences (Université de Corse) et Monsieur Ange BIGHELLI, Professeur (Université de Corse) pour leur collaboration et pour m’avoir initié à la RMN du carbone -13. Enfin, qu’il me soit permis de dire ma reconnaissance et mon amitié à la « fine équipe » : - Pierre TOMI, Maître de conférences (Université de Corse) pour ses grandes qualités scientifiques et humaines et pour avoir guidé mes premiers pas dans la Recherche. - Alain MUSELLI, Maître de conférences (Université de Corse) pour ses conseils éclairés, ses encouragements et sa bonne humeur. - et je le gardais pour la bonne bouche, Jean-Marie DESJOBERT, Assistant Ingénieur et virtuose de la chromatographie, pour sa disponibilité de tous les instants, pour son aide technique si précieuse , son esprit positif et l’ambiance qu’il sait faire régner au laboratoire. Merci à ma famille et à mes amis. SOMMAIRE INTRODUCTION 1 PREMIERE PARTIE LES METHODES D’ANALYSE DES HUILES ESSENTIELLES 4 I- IDENTIFICATION DES CONSTITUANTS D’UN MELANGE 7 A- L’an alyse structurale 7 B- Les différentes techniques d’analyse d’un mélange complexe 8 1- La Chromatographie en Phase Gazeuse (CPG) 8 2- Le couplage Chromatographie en Phase Gazeuse/Spectrométrie de Masse (CPG/SM) 9 2-1- CPG/SM en mode « Impact Electronique » (CPG/SM-IE) 10 2-2- CPG/SM en mode « Ionisation Chimique » (CPG/SM-IC) 12 2-2-1- Ionisation Chimique Positive (ICP) 13 2-2-2- Ionisation Chimique Négative (ICN) 17 2-2-3- Applications à l’analyse des huiles essentielles 18 3- Les autres techniques de couplage 26 4- La Résonance Magnétique Nucléaire du carbone-13 (RMN-13 C) 29 II- SEPARATION DES CONSTITUANTS PREALABLEMENT A LEUR IDENTIFICATION 33 III- PROBLEMATIQUE DE LA RECHERCHE 34 A- Analyse du contexte 34 B- Méthodologie d’analyse 35 DEUXIEME PARTIE ETUD E DE L’HUILE ESSENTIELLE DE CISTUS ALBIDUS 40 I- ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LE GENRE CISTUS 41 1- Etude botanique 41 2- Etude chimique 45 II- ETUDE DE L’HUILE ESSENTIELLE DE CISTUS ALBIDUS 63 1- Analyse de l’huile essentielle avant fractionnement 64 2- Fractionnement de l’huile essentielle 66 3- Etude des fractions hydrocarbonées 68 4- Etude des fractions oxygénées 72 III- BILAN DE L’ETUDE SUR CISTUS ALBIDUS 89 TROISIEME PARTIE ETUDE DES HUILES ESSENTIELLES DE DEUX ASTERACEAE ENDEMIQUES DE CORSE : EUPATORIUM CANNABINUM SUBSP . CORSICUM ET DORONICUM CORSICUM 96 CHAPITRE I ETUDE DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DES HUILES ESSENTIELLES D’ EUPATORIUM CANNABINUM SUBSP. CORSICUM 97 I- ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 97 1- Présentation de la plante 97 2- Les huiles essentielles 99 3- Les extraits 101 II- ETUDE DES HUILES ESSENTIELLES D’ EUPATORIUM CANNABINUM SUBSP. CORSICUM 110 A- Etude de l’huile essentielle de parties aériennes d’ Eupatorium cannabinum subsp. corsicum 110 1- Analyse de l’huile essentielle avant fractionnement 110 2- Fractionnement de l’huile essentielle 112 3- Etude des fractions hydrocarbonées 114 4- Etude des fractions oxygénées 120 5- Etude des composés absents des bibliothèques propres au laboratoire 126 5-1- Identification des composés par CPG/Ir et CPG/SM-IE 131 5-2- Contribution de la CPG/SM en mode « Ionisation Chimique » à l’identification 147 5-3- Contribution de la RMN du carbone-13 à l’identification 178 B- Etude de l’huile essentielle de racines d’ Eupatorium cannabinum subsp. corsicum 182 1- Analyse de l’h uile essentielle avant fractionnement 182 2- Fractionnement de l’huile essentielle 183 3- Etude des fractions hydrocarbonées 185 4- Etude des fractions oxygénées 185 5- Etude des composés absents des bibliothèques 193 III- BILAN DE L’ETUDE SUR EUPATORIUM CANNABINUM 205 IV- COMPARAISON DES HUILES ESSENTIELLES D’ EUPATORIUM CANNABINUM DE CORSE, DE SARDAIGNE ET DE TOSCANE 220 CHAPITRE 2 ETUDE DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DE L’HUILE ESSENTIELLE DE DORONICUM CORSICUM 224 I- ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 224 1- Le genre Doronicum 224 2- Les esters dérivés du thymol identifiés dans les Asteraceae 231 II- ETUDE DE L’HUILE ESSENTIELLE DE DORONICUM CORSICUM 234 1- Analyse de l’huile essentielle avant fractionnement 234 2- Fractionnement de l’huile essentielle 236 3- Etude des fractions hydrocarbonées 237 4- Etude des fractions oxygénées 242 5- Etude des composés absents des bibliothèques 247 III- BILAN DE L’ETUDE SUR DORONICUM CORSICUM 272 CHAPITRE 3 BILAN DE L’ETUDE SUR DEUX ASTERACEAE ENDEMIQUES DE CORSE : EUPATORIUM CANNABINUM SUBSP . CORSICUM ET DORONICUM CORSICUM 280 CONCLUSION 284 PARTIE EXPERIMENTALE 288 BIBLIOGRAPHIE 293 ANNEXES 319 INTRODUCTION La Corse est riche en plantes aromatiques et médicinales susceptibles d’être utilisées dans différents domaines (pharmacie, parfumerie, cosmétique, agroalimentaire) pour leurs propriétés thérapeutiques, organoleptiques et odorantes ou encore pouvant être utilisées comme source d’isolats pour les hémisynthèses. Ces plantes aromatiques sont, donc, à l’origine de produits à forte valeur ajoutée (huiles essentielles, extraits, résines…) qui se présentent presque toujours comme des mélanges complex es dont il convient d’analyser la composition avant leur éventuelle valorisation. Les techniques d’analyse à la disposition de l’expérimentateur d’aujourd’hui permettent, dans la grande majorité des cas, de réaliser ce travail en routine. Cependant, l’iden tification de certains constituants est parfois délicate et l’utilisation de plusieurs méthodes d’analyse complémentaires s’avère non seulement utile mais nécessaire. Les huiles essentielles, préparées par hydrodistillation du matériel végétal, en sont une bonne illustration. Les huiles essentielles sont des mélanges complexes constitués de plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de composés, principalement terpéniques. Les terpènes, molécules construites à partir d’entités isopréniques, constituent une famille très diversifiée, tant au niveau structural qu’au niveau fonctionnel. Dans les huiles essentielles, on rencontre généralement des mono et des sesquiterpènes (possédant respectivement 10 et 15 atomes de carbone) et plus rarement des diterpènes (20 atomes de carbone) ainsi que des composés linéaires non terpéniques et des phénylpropanoïdes.