Etude chimique des espèces Helianthemum sessiliflorum et Euphorbia pterococca

Abstract

Le travail présenté dans ce manuscrit s’inscrit dans la continuité des recherches phytochimiques effectuées par notre groupe de phytochimie affilié au laboratoire de chimie et chimie de l’environnement (LCCE) depuis une quinzaine d’années sur des plantes médicinales et aromatiques poussant dans les régions des Aurès et du nord de Sahara. Cette recherche vise, d’une part à valoriser les ressources biologiques liées à la biodiversité végétale de la flore algérienne et les connaissances empiriques associées à cette flore en matière d’utilisation en médecine traditionnelle, et d’autre part, ce travail se fixe comme objectif la découverte de composés bioactifs nouveaux susceptibles de posséder des activités biologiques intéressantes. Le choix des plantes sélectionnées, dans le cadre de ce travail de thèse à savoir Helianthemum sessiliflorum Pers. et Euphorbia pterococca Brot., repose principalement sur l’appartenance de ces deux espèces aux familles Cistaceae et Euphorbiaceae respectivement, connues pour leur richesse en divers métabolites secondaires d’un grand intérêt biologique, ainsi que pour la bonne réputation de l’utilisation de ces plantes dans la médecine traditionnelle locale. Ces deux espèces n’ont pas fait l’objet d’investigation phytochimique antérieure. A cet effet, les extraits organiques des espèces H. sessiliflorum (parties aériennes) et E. pterococca (plante entière) ont été étudiés chimiquement en utilisant les méthodes chromatographiques (VLC, CC, CCE et HPLC) pour conduire à l’isolement de 45 substances naturelles à l’état pur. Celles-ci ont fait l’objet de diverses analyses spectroscopiques RMN 1D et 2D (1H, 13C, J-modulé, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, TOCSY, NOESY et ROESY), masse HR-ESI-MS et HR-EI-MS, UV-Vis, IR et la mesure du pouvoir rotatoire [α]D. Ceci a permis la caractérisation de 5 nouvelles structures avec 40 autres déjà connues et appartenant principalement à deux grands groupes de composés chimiques polyphénoliques et triterpéniques dont la plupart sont réputés pour leurs vertus thérapeutiques et activités biologiques intéressantes. Le premier composé nouveau, appartenant à la classe des lignanes, a été isolé à partir de l’extrait AcOEt de l’espèce H. sessiliflorum avec 20 autres composés connus se répartissant en deux lignanes, neuf flavonoïdes, cinq dérivés d’acide benzoïque, un acide gras et deux phytostérols. Les travaux réalisés sur l’extrait n-BuOH de cette espèce ont permis d’obtenir 12 composés : un lignane glucosylé, six flavonoïdes et quatre osides libres. Les quatre autres composés nouveaux ont été identifiés à partir de l’extrait acétonique de l’espèce E. pterococca et possèdent des structures triterpéniques tétracycliques acylées. Cet extrait a également fourni 11 composés connus incluant sept structures triterpéniques tétracycliques et deux phytostérols, ainsi que deux composés phénoliques. Les métabolites secondaires isolés de la plante H. sesseliflorum révèlent que les composés phénoliques, notamment les flavonoïdes, demeurent les constituants dominants du genre Helianthemum. Les triterpènes tétracycliques identifiés dans l’espèce E. pterococca sont de type cycloartane. Ces composés rapportés les plus répandus dans les espèces du genre Euphorbia sont considérés comme des marqueurs chimiotaxonomiques pour ce genre. The work presented in this manuscript is a part of our ongoing program of the phytochemical researches conducted on medicinal and aromatic plants growing in the regions of Aures and north of Sahara of Algeria by our phytochemistry group affiliated to the laboratory of chemistry and environmental chemistry (LCCE) since about fifteen years. This research aims, on one hand, at valuing the biological resources connected to the vegetable biodiversity of the Algerian flora and the empirical knowledge associated with the use in traditional medicine of plants, and on the other hand, this work has as goal the discovery of new bioactive compounds which could possess interesting biological activities. The choice of selected plants Helianthemum sessiliflorum Pers. and Euphorbia pterococca Brot., was based mainly on the fact that these two species belong to families Cistaceae and Euphorbiaceae respectively, known for their richness on various secondary metabolites, with interesting biological activities, as well as, their good reputation in local traditional medicine. These two species have been not the subject of any previous chemical investigation. The organic extracts of the species H. sessiliflorum (aerial parts) and E. pterococca (whole plant) were chemically studied by using chromatographic methods (VLC, CC, TLC and HPLC) to lead to the isolation of 45 natural substances. The isolated compounds were submitted to diverse spectroscopic analyses including 1D and 2D NMR (1H, 13C, Jmodulated, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, TOCSY, NOESY and ROESY), mass spectrometry HR-ESI-MS and HR-EI-MS, UV-Vis, IR and measurement of the optical rotation [α]D. This study allowed the characterization of 5 new structures along with 40 known compounds belonging mainly to tow big groups of chemical compounds polyphenols and triterpenes, from which several products are famous for their therapeutic virtues and their interesting biological activities. The first new compound, belonging to the class of lignans, was isolated from the EtOAc extract of the species H. sessiliflorum with 20 other known compounds consisting of tow lignans, nine flavonoids, five benzoic acid derivatives, one fatty acid and tow phytosterols. The work realized on the n-BuOH extract of this species permitted to obtain 12 compounds including one lignan glucoside, six flavonoids and four free sugars. Four other new compounds were identified from the acetone extract of species E. pterococca and possessed acylated tetracyclic triterpene structures. This extract provided also 11 known compounds consisting of seven tetracyclic triterpenes and two phytosterols as well as two phenolic compounds. The isolated secondary metabolites from the plant H. sessiliflorum indicating that phenolic compounds, in particular flavonoids, remain the dominant constituents of the genus Helianthemum. Tetracyclic triterpenes identified in the species E. pterococca are of type cycloartane. These compounds which are widespread among the species of the genus Euphorbia are considered as chemotaxonomic markers for this genus. يندرج العمل المقدم في هذه الاطروحة في اطار استمرارية الابحاث الفيتوكيميائية المنجزة من قبل مجموعة الفيتوكيمياء التابعة الى مخبر الكيمياء و كيمياء البيئة (LCCE) منذ حوالي خمسة عشر سنة حول النباتات الطبية و العطرية التي تنموا في مناطق الاوراس و شمال الصحراء. يهدف هذا البحث من جهة الى تثمين المصادر البيولوجية المتعلقة بالتنوع للغطاء النباتي الجزائري و المعرفة المكتسبة حول هذا الغطاء عبر العصور في ميدان الاستعمال في الطب الشعبي و من جهة اخرى يصبو هذا العمل الى اكتشاف مركبات طبيعية جديدة ذات نشاط بيولوجي فعال. اختيار النباتات المحددة للبحث في هذه المذكرة و المسماة: Helianthemum sessiliflorum Pers. و Euphorbia pterococca Brot. يعتمد اساسا على انتماء هذه الاصناف من النباتات الى العائلات Cistaceae و Euphorbiaceae المعروفة بوفرتها على مختلف مركبات الايض الثانوي ذات خصائص بيولوجية مهمة و كذا على سمعتها الجيدة في استعمال نباتاتها في الطب التقليدي المحلي. هذين الصنفين من النباتات لم يكونوا موضوع اي بحث فيتوكيميائي من قبل. في هذا السياق، تمت دراسة المستخلصات العضوية للصنفين H.sessiliflorum و E.pterococca من الناحية الكيميائية و ذلك باستعمال الطرق الكروماتوغرافية (VLC، CC، CCE و HPLC) لعزل 45 مركب طبيعي في حالة نقية. تم خضع هذه المركبات للتحاليل المطيافية: مطيافية الرنين النووي المغناطيسي ذات بعد واحد و ذات بعدين، مطيافية الكتلة EI-MS و ESI-MS، مطيافية الاشعة تحت الحمراء و مطيافية الاشعة فوق البنفسجية و المرئية و حساب زاوية التدوير النوعي. سمحت هذه التحاليل من تحديد 5 بنيات كيميائية جديدة مع 40 مركب طبيعي معروف و التي تنتمي اساسا الى مجموعتين كبيرتين من نواتج الايض الثانوي: الفينولية و التريتربينية اين الاغلبية منها معروفة بخصائصها العلاجية و نشاطاتها البيولوجية المتميزة. تم عزل المركب الجديد الاول المنتمي الى قسم لبنيان من المستخلص AcOEt للصنف H.sessiliflorum مع 20 مركب معروف اخر ينقسمون الى اثنين لينيان، تسعة فلافونوويدات، خمسة مشتقات حمض بنزويكي، حمض دسم و اثنان فيتوستيرول. سمحت الاعمال المنجزة على المستخلص n-BuOH لهذه النبتة من التحصل على 12 مركب طبيعي: واحد لينيان جليكوزيلي، ستة فلافونوويدات و اربع مركبات سكرية حرة. تم التحصل على اربعة مركبات جديدة اخرى من المستخلص الاسيتوني لنبتة E.pterococca و تحمل هياكل تريتربينية اسيلية رباعية الحلقة. مكننا ايضا هذا المستخلص من الحصول على 11 مركب طبيعي معروف ينقسم الى سبعة تريتربينات رباعية الحلقة، اثنان فيتوستيرول و اثنان من المركبات الفينولية. تبين من المركبات المعزولة من النبتة H.sessiliflorum بان المركبات الفينولية خاصة الفلافونوودات هي السائدة في الصنف Helianthemum. التريتربينات رباعية الحلقة المعزولة من النبتة E.pterococca هي من النوع سيكلوارطان. هذه المركبات معروفة على انها السائدة في نباتات النوع Euphorbia و تعتبر من المركبات المحددة للتصنيف الكيميائي لهذا النوع من النباتات.