les grandes familles de produits naturels, aspects structuraux et aperçus sur la nomenclature et les relations biogéniques

1. 2ème partie: Phytochimie
Cours Dr. Farid Khallouki
Année Universitaire 2018/2019
Cours Master SHRNO
FSTE, UMI
1

2. 2
Objectifs de ce cours:
Vous serez orientés dans des laboratoires avec des
expertises différentes, Il y’en a parmi vous qui continueront
dans la pharmacologie des produits naturels (l’étude du
médicament et son interaction avec des enzymes et des
récepteurs cellulaires ou des mécanisme de leurs
biotransformations), d’autres seront orienté(e)s dans la
pharmacognosie (connaissance du médicament), d’autres
dans la phytochimie ou encore la physiologie végétale, etc,
..
la connaissance des structures des produits naturels est
donc imparable,, il vous appartient par voie de
conséquence de bien situer ces objectifs et de comprendre
la nature structurale des produits que vous allez manipuler
ultérieurement.

3. 3
Les Polyphénols
Introduction
Les composés phénoliques peuvent intervenir dans
certains aspects de la physiologie de la plante :
- Écrans UV pour protéger contre les rayonnements
ionisants ou pour fournir une coloration (pigments
végétaux).
- interviennent dans la relation des plantes avec leur
environnement en dissuadant les herbivores (propriétés
sensorielles).
- Préviennent les infections microbiennes (phytoalexines).
- Molécules de signalisation dans le processus de
croissance
……

4. On les Caractérise par formation d’un composé coloré
(dosage spectrophotométrique) :
Réactif de Folin Ciocalteu (constitué d’un complexe
d'acide phosphotungstique H3PW12O40 et d'acide
phosphomolybdique H3PMo12O40) est réduit par les
phénols en un mélange d'oxydes bleu-violet : dosage au
spectrophotomètre à 760 nm.
Caractérisation des polyphénols
4

5. "Aromagenèse" (origine du noyau
aromatique)
Origine des composés C6-C3
a: Chorismate mutase
+ transamination
a
5

6. CH2 CH-COOH
phénylalanine
CH CH-COOH
cinnamate
NH2
PAL
D’un point de vue biosynthétique, la majeure partie des
composés aromatiques est constituée de la famille des
phenylpropanoïdes, qui dérivent de la phénylalanine.
La désamination de cet acide aminé par une enzyme, la
phénylalanine ammonia-lyase (PAL), conduit à l’acide
cinnamique.
Biosynthèse des
phenylpropanoides (suite)
Phenylalanineammoniu
m lyase
La variété des composés phénoliques est essentiellement
liée au degré d’hydroxylation/methylation/glycosylation de
chacun des trois cycles des molécules de base.
6

7. Voie shikimate (formation de l’acide shikimiqu
DAHPS : 3-deoxy-o-arabino-
heptulosonate-7-phosphate
synthase
L'acide shikimique est produit directement à partir de deux
métabolites du D-glucose: le phosphoénol pyruvate (C3) et le D-
érythrose-4-phosphate (C4) (cycle calvin et/ou pentose
phosphate) se condensent pour former l'heptulose à sept
carbones.
DAHPS

8. 4-coumaroyl CoA
Origine des composés C6-C3-C6
8

9. Les flavonoïdes sont donc des dérivés phénylpropanoïdes,
ils sont souvent incolores ou jaunes (sauf exceptions dont
les anthocyanes).
Ces composés sont des dérivés de la chalcone, L’initiation
de la voie de synthèse des flavonoïdes à partir d’un
phénylpropane et de 3 acétates (voie des acétates), est
catalysée par la chalcone synthase après condensation
avec le cinnamoyel CoA (voie shikimate)
La structure de base comporte deux cycles aromatiques à
6 carbones joints par un hétérocycle à oxygène (noyau
pyrane)., générant par des réactions ultérieures les
différents type de structure flavone (au sens strist),
catéchine et anthocynaes
Biosynthèse
(suite)
9
9

10. Recapitulons (phénols simples)
10

11. Stilbénoides (intervention de la
voie shikimate couplée avec la
acétate/malonate)
Voir Autres exemples: les pterostilbènes
3 acétates

12. Groupe des Tanins
Biogenèse, Classification; Structures,
caractérisation, effets chimiopréventifs
Structures de base
Acide gallique
β-Glucogalline
Flavan-3-ol
Propriétés des tannins
Hydrolyse des tannins
(Astringence et propriétés biologiques)
Distribution
Quelques exemples de
familles
Biogenèse
Galloylation enzymatique du
glucose et polymérisation des
catéchines
Généralités
Définition - Reconnaître un tannin
Classification
(distinction gallotannins/ellagitannins et
Proanthocyanidines
12

13. 13
 Tanins hydrolysables
:
Les tanins hydrolysables sont
des oligo- ou poly-esters d’un
sucre, et de molécules
d’acides galliques ou
ellagiques.
L’acide gallique est le précurseur
commun des tanins
hydrolysables.
L’acide ellagique est un dimère de
l’acide gallique.
 Tanins condensées
non hydrolysables :
les tanins condensés
résultent de la
polymérisation
autooxydative ou
enzymatique des unités
de flavan-3-ol.
exemple de tanins condensés
avec liaisons C4-C6 et C4-
C8
Classification
Structure de l’acide gallique

14. 14
Tanins hydrolysables sont donc des gallotanins et des
ellagitanins, ce sont des esters d’acide gallique ou d’acide
ellagique.
On retrouve des gallotanins accumulés dans certaines
galles de végétaux.
Les tanins libérés dans le vin par les tonneaux de chênes
sont des ellagitanins, contrairement à ceux apportés par la
peau des baies de raisin qui sont des tanins non-
hydrolysables.
Exemple de tanins hydrolysables
PentagalloylglucosePentagalloylglucose

15. 15
 Biosynthèse des tanins hydrolysables :
Biosynthèse des tanins
hydrolysables (voie couplée
shikimate/malonate):
C’est à partir de la glucolyse que l’on obtient le
phosphoenolpyruvate précurseur de l’acide shikimique,
générant par la suite les acides aminés aromatiques (Phe,
Tyr) qui à leurs tours génèrent l’acide cinnamique, Activé
par la CoA, une aldolisation ultérieure conduit avec la voie
des malonates/acétate à la structure des flavonoides dont
les noyaux flavane 3-ol (catéchine et son epimère), seront
les précurseurs des tanins condensés

16. 16
sous unités et structures de tanins
condensés
Exemple de procyanidins A et du monomère
epicatechin des tanins condensés
epigallocatecbin
(3 OH sur le cycle
B)
A
B
C
Procyanidin A type

17. 17
Exemple de tanins couronnes
Autres structures de tanins
condensés
Les tanins couronnes

18. 18
Les phlorotanins :
Etherifications successives du phloroglycinol:
Exemple de structures des phlorotanins
isolées de Fucus vesiculosus L.

19. Les tanins ont la capacité de former des chélates colorés
avec des sels de métaux lourds (réactif de bath-Smith).
Leur présence au sein d’une drogue à étudier est mise en
évidence par l’apparition d’une coloration ou la formation
d’un précipité noirâtre intense, après ajout de perchlorure
de fer à l’extrait de cette drogue.
Les tanins condensés, traités à chaud par un acide, se
dégradent en anthocyanidols pigments colorés en rouge
Caractérisation des tanins
condensés
19

20. Proanthocyanidines:
(procyanidines et prodelphinidines)
Ces polymères de 2 à 7 résidus de flavan-3-ols (catéchine,
épicatéchine pour les procyanidines et des unités
gallocatéchine et epigallocatéchines pour les
prodelphinidines,
la procyanidine C est formée de 3 unités) reliés par des
liaisons C-C non-hydrolyables sont des composés
capables de faire précipiter les protéines (en particulier
celles de la salive  astringence conférée par les tanins
par exemple dans le vin). Une fois hydrolysé, les
procyanidins génèrent la cyanidine alors que les
prodelphinidines génèrent la delphinidine .
Exemple de trimère (procyanidin C)
20

21. 21
La méthode choisie pour déterminer la composition ainsi
que le degré de polymérisation des tannins est la
phloroglucinolyse ou la réaction de thiolyse (thioglycolic
acid methylester) suivie par une analyse
chromatographique (souvent la chromatographie Liquide
haute performance ou HPLC) en phase inverse.
principe de la réaction de thiolyse
Tanins condensés et degrés de
polymérisation

22. Chromatographie liquide haute
performance avant et après thiolyse
couplée avec la spectrométrie de
masse
22

23. GCGCT
EGC
C
CT
EGCT
E
ET
Exemple de profils HPLC/UV/DAD
Pics numérotés sont les
métabolites après
réaction de thiolyse

24. Distribution des tanins
Famille espèces Types de tannins
Anacardiace
ae
Rhus sp. Gallotannins,ellagitannins
Schinopsis sp. Proanthocyanidines
Leguminosa
e
Acacia sp. Gallotannins,proanthocyanid
in
Fagaceae Quercus sp. Gallotannins, ellagitannins
Castanea sp. Ellagitannins
Ericaceae Vaccinium sp. Proanthocyanidines
Myrtaceae Eucalyptus sp. Ellagitannins
Rosaceae Fragaria sp. Proanthocyanidines;ellagitan
in
Malus sp. Proanthocyanidines
Pyrus sp. Proanthocyanidines
Rubus sp. Ellagitannins
Saxifragacea
e
Ribes sp. Ellagitannins
Theaceae Camelia sp. Ellagitannins, tannins
complexes
Vitaceae Vitis sp. Ellagitannins, tannins
complexes
Pinaceae Pinus sp. Proanthocyanidines
Il existe donc cinq grandes catégories de tanins : les
ellagitanins et les gallotanins, qui font partie des tanins
hydrolysables, tanins condensés, complexes, phlorotanins
et tanins couronnes.

25. O H
O
H O
O
O O
O
O
O
O HH O
O H
H O
O
H O
O H
H O
O
O
OH N
H N
H N
O
O
O
H N
O
N H
N H
N H
O
O
O
N H
O
H
O
O
O H
O
H
O
O
O
H
O
O
H
H
O
O
O H
O H
O
O
O H
O H
O H
H
Propriétés biologiques des
tanninsLe plus souvent liées à la formation des complexes
tannins-protéines
Illustration : le tannage
Transformer une peau en matériau imperméable et
résistant à la putréfaction
- Complexation avec les fibres de collagène,
- Création d’un état solide (un précipité)
- Elimination de molécules d’eau
Liaisons hydrogènes
+ Interactions hydrophobes (cycles aromatiques -
chaînes de collagène)

26. Structures des Anthocyanes
Contrairement aux autres flavonoïdes qui absorbent en
général essentiellement dans le spectre ultra violet, les
anthocyanes sont des composés colorés (orange, pourpre
à bleu). Ils sont impliqués dans la coloration des pétales et
fruits.
Ces composés sont beaucoup utilisés comme colorants
alimentaires et présentent aussi es propriétés anti-
oxydantes.
Les anthocyanes sont rouges à pH acide et peuvent être
incolore, jaune, bleu, violet à mesure d’augmenter le pH
Leurs structures:
26

27. Les isoflavones :
(phytoestrogènes)
composés particuliers retrouvés chez les légumineuses
(exemple le la daidzéine du soja dont les propriétés
phytoestrogènes sont particulièrement documentées),
Ce sont des flavonoides pour lesquels le cycle B est relié
au carbone 3 du cycle C au lieu de 2 au sens strict.
Certains dérivés d’isoflavones sont des bactériostatiques et
sont spécifiquement induits lors d’infections par des
organismes phytopathogènes. Mais surtout ils sont connus
pour leurs effets phytoestrogènes aussi bien chez l’homme
que chez la femme. Les structures genestein et daidzein
sont les plus étudiées
On retrouve en particulier de nombreuses phytoalexines
des légumineuses (haricot, soja….)
Structure de base d’un isoflavone
Daidzein
Genestein

28. L’assemblage de deux unités phénylpropanoides s’effectue
par couplage radicalaire
Une autre classe de
polyphénols:
Les lignanes
Alcool coniferylique (motif de la lignine, connu sous le nom
de monolignols comprenant les alcools coumariques et
sinapique)
Le couplage de ces derniers produit ou génère des
dimères d’où terme de lignane
28

29. Exemples de lignanes
D’abord couplage radicalaire produit le dimère pinoresinol,
si un des deux cycles centraux s’ouvre, on assiste à la
formation du Lariciresinol, si les deux cycles centraux
s’ouvrent (hydrolyse), ceci produit le secoisolaresinol, si
oxydation et formation de lactone, Le produit final est le
matairesinol
On les retrouve dans l’huile de lin, sesame, huile de
carthame, le son du blé de l’orge, de l’avoine…..souvent
dans des plantes oleagineuses ou famille brassicaea,
piperaceae et asteraceae29

30. Intérêts thérapeutiques des
lignanesOn leur doit des propriétés antiinflammatoires et
antiallergiques, ex. d’une Pipéracée (Piper futokadsura)
dont l’effet, s’explique principalement par la présence de
lignanes
Plusieurs autres composés de type lignane possèdent des
propriétés cytostatiques (ex. la podophyllotoxine (bloque la
prolifération cellulaires en s’intercalant dans l’ADN
empêchant la division cellulaire).
Traitement du cancer du sein hormonodépendant, ce sont
de bons ligands des récepteurs des estrogènes, les
lignanes sont des prodrogues dont les produits actifs sont
les métabolites suivant modifiés par la flore intestinales:
30

31. Plusieurs réactifs existent mais le plus souvent le Réactif
de Bornträger (KOH col. rouge) : caractérisation des
anthraquinones sous formes libres (aglycone)
Un autre groupe des polyphénols
(les quinones)
Caractérisation (réactif spécifique)
Plusieurs composés rigides et plans peuvent avoir la
propriétés de fluorescer et pouvoir être détectés par
fluorescence (détection non spécifique )
31

32. biogenèse: VoieAcétates
Formation des chaînes polycétoniques en C12, C14 ou C16
Biogenèse des quinones
Acétyl-CoA
ATP
ADP
CoASH
CO2
SCoA
O
SCoA
O
HO
O
Malonyl-CoA
HCO3
-+
SCoA
O
SCoA
OO
AcétoacétylCoA
C2
C4
Carboxylase
Extension enzymatique de la chaîne par addition
successive de malonyl-CoA, on part de C2 et on
obtient C4
Le malonyl est un intermédiaires indispensable à
l’extension
O
O
OH
HO
OH
CH3
Emodol
Exemple de structure
32

33. Voie Acétate (suite)
Acétyl-CoA
5 Malonyl-CoA
5 CO2
C12 C16C14
1 Malonyl-CoA
1 CO2
1 Malonyl-CoA
1 CO2
Réactions concomitantes ou ultérieures : décarboxylation,
méthylation, glycosylation, réduction…
- Cyclisation des chaînes polycétoniques
- Le Malonyl CoA précurseur d’acide gras et de polycétides
Anthraquinone connus pur leurs effet laxatif (sene,
rhubarbe, aloe…..
33

34. Exemple de plante riche en orcinols: chanvre indien,
houblon…
Le groupe des Orcinols
Origine mixte (terpenoides et polyphenols)
Olivetol est le 5-pentylresosrcinol est un précurseur connu
du tetrahydrocannabinol (THC), substance modifiant le
rythme cérébral, doté aussi de propriétés anticancéreues
et psychoactives
Geranylpyrophosphate est fromé via la voie mevalonate
pour les terpène (voir ultérieurement pour la biosynthese
des terpènes)
Voie mixte: shikimate + mévalonate
34

35. Hydrogen
Peroxide
Fenton/habe
rweiss
Protein
Oxidation
Lipid
peroxidation
ADN
oxidation
Anion superoxide
Espèces réactives de l’oxygène
Potentiel antioxydant des polyphénols
Si orthodiphenol, une quinone stable est formée, si le
produit antioxydant est de la famille des tocols (vitamine
E), il sera régénérée dans la cellule par la vitamine C mais
un approt en continue dans le cas des polyphénols
Superoxyde dismutase

36. - Les glucosinolates (Gsl) appelés autrefois
hétérosides soufrés sont des composés thio-β-D-
glucopyranose anioniques présents dans de nombreux
végétaux de la famille des crucifères ou brassicacées.
(environ 3200 espèces).
- Les crucifères, constituent une famille importante de
plantes telles que la moutarde, les choux, radis, navet,
roquette, colza, etc…qui sont couramment utilisées en
alimentation humaine et animale, mais aussi dans des
applications pharmaceutiques.
- Sous l'action d'une enzyme appelée myrosinase, les
Gsl subissent une hydrolyse et livrent des produits de
dégradation bioactifs connus sous le terme
isocyanates
Les Glucosinolates
36

37. - Les premières observations sur les propriétés uniques
des glucosinolates sont rapportées au début du 19éme
siècle, dans le but de comprendre l’origine chimique de la
saveur âcre des graines de moutarde.
- Depuis cette époque, au moins 120 glucosinolates
différents ont été isolés et identifiés .
- Mis à part leurs teneurs élevées dans la famille des
brassicacea (crucifères), Les glucosinolates peuvent
également se rencontrer dans d’autres familles :
Akaniaceae, Capparaceae, Limnanthacea, Moringaceae,
Tovariaceae,………
Origine des glucosinolates
37

38. 3
8
Sur le plan de l'évolution chez les plantes, notamment:
- Allélopathie: Suppression de la croissance des plantes
voisines
- Larges propriétés antibiotiques y compris les activités
antimicrobiennes, antifongiques, insecticides et
antitumorales.
- Lors d’un stress exogène, l'enzyme myrosinase qui
accompagne les glucosinolates est libérée. C'est
l'enzyme responsable de l'hydrolyse des glucosinolates
en isothiocynates.
Rôles des glucosinolates

39. 3
9
Groupement sulfate
β-Thioglucoside
Radical (partie hydrophobe ou chaine latérale)
Leurs diversités tient lieu de la nature du radical provenant
par biosynthèse de l’acide aminé
Ce radical peut être aussi allongé par un ou plusieurs
methylene, peut être hydroxylé ou contenir d’autres atomes
de soufre, ex. radical alkenyl, arylalkyl, indol-3yl-methyl,
hydroxyalkenyl…
Structures des glucosinolates
39

40. 4
0
Glucoraphenin
Radis (Raphanus raphanistrum
subsp. Sativus).
GSLs aromatiques
Glucotropaeolin Capucine (Tropaeolum majus)
Gluconasturtiin
chou de milan, brocoli, navet.
(Nasturtium officinale)
Gucosinalbin Moutarde (Sinapis alba)
GSLs indoles
Glucobrassicin
chou blanc, brocoli (Brassica
oleracea L)
Exemples de Sources et Noms Usu
Noms usuels Plantes sources
GSLs aliphatiques
Gluconapine
chou de chine, navet (brassica
napus)

41. 4
1
Brocoli Cresson Choux
Choux fleur le raifort
Navet
radis moutarde
Exemples de crucifères (suite)
41

42. On distingue 3 étapes majoritaires de biosynthèse;
dans la première étape, la formation de l’aglycone par
la conversion de l’acide aminé en aldoxime,
(decarboxylation et oxydation /cytochrome) P450
(oxydoreductases).
Ensuite on assiste à l’introduction d’atome de soufre
très probablement par la participation de la cystéine du
glutathion, il génère l’acide thiohydroximique sous
l’action d’une lyase, qui donnera la
Desulfoglucosinolate par action de UDPG-
thiohydroximateglucosyltransferase
La dernière étape consiste en l’induction de l’anion
sulfate sur l’oxygène du groupement thiohydroximate
en présence d’une sulfotransferase et d’une coenzyme
(PAPS (3’-phosphonadenosine-5’-phosphosulfate).
Les glucosinolates peuvent être classés par leur
acides aminés précurseurs et les types de modification
du groupe R. Les composés dérivés de Ala, Leu, Ile,
Met ou Val sont appelés glucosinolates aliphatiques,
ceux dérivés de Phe ou Tyr sont appelés
glucosinolates aromatiques et ceux dérivés de Trp sont
Biosynthèse des glucosinolates
42

43. (PAPS)
Decarboxylation + P450

44. Les Principaux produits d’hydrolyse enzymatique des
glucosinolates pouvant générer des produits
isocyanates bioactifs et d’autres non dénués de toute
toxicité (ex. nitriles, oxazolidine-thione…..)
Structure du sulforaphane

45. L’extraction des glucosinolates se fait au méthanol
bouillant, ou dans de l'eau bouillante. Il a été démontré que
l'extraction au méthanol à froid était aussi efficace .
-Les glucosinolates sont préférentiellement concentrés
dans les racines, les feuilles, la tige ou les graines
- Contrairement aux parties aériennes, les racines ont
généralement des teneurs plus faibles mais présentent une
plus grande diversité de GSL.
- Du fait de la présence de noyaux aromatiques, du
groupement sulfate ou encore de la fonction imine, les
glucosinolates sont facilement suivies par résines
d’échange ionique et caractérisées par la méthode HPLC
couplée à un détecteur de masse ou en UV-DAD, le plus
souvent en phase inverse .
Extraction des glucosinolates
45

46. Comparaison du contenu en isothiocyanates de jeunes pousses
de brocolis de 2 jours et de brocolis matures, Détection est faite
vers 235 , pour le chromophore communément présents dans
toutes les glucosinolates
Exemples de caractérisation par
HPLC: Teneurs dans les plantes
46

47. Ce sont des substances proactives (prodrogues),
On leur doit plusieurs activités biologiques, insecticides,
fongicides, hypotensives et antiinflammatoires….
L’un des légumes d’actualité dans notre alimentation
actuelle est le brocoli riche en glucosinolates et ces
bienfaits pour la santé,
Dans des expériences in vitro, les activités
chimiopréventives du sulforaphane ou de l’indole 3-
carbinol (produit d’hydrolyse) ont été confirmées pour
plusieurs cancers in vitro mais non cliniquement confirmés.
Plus particulièrement on démontre leurs implications in
vitro vis-à-vis les enzymes de biotransformation, inhibition
de phase I et induction de phase II.
En clinique, Aucune association significative n'a été
trouvée entre le cancer de l’estomac (cancers gastriques)
et la consommation des fruits et légumes autres que les
crucifères avec une efficacité qui reste limitée.
Glucosinolates et
chimioprévention
47

48. Les Huiles fixes (Acides gras +
Triglycérides + Insaponifiable)
Généralités
Caractères généraux des Huiles Végétales = non volatiles
(huiles « fixes »).
Ce sont des Esters d’acides gras et d’alcools gras:
-triglycérides … (glycérol),
- cérides, cires (alcool gras, cétylique, béhénique…)
- stérides (esters de phytostérols) et contiennnent une
fraction inspaonifibale, riche en phytostérols, en
tocophérols et des composés phénoliques.
48

49. Acides gras et triglycérides
Dans les huiles végétales, seule une petite proportion de la
fraction des lipides est représentée par les acides gras. La
plupart sont représentés par les esters de glycérol
(triglycérides).
Des exemples d’acides gras de différents huiles sont
récapitulés ci dessous
Répartition des types d ’acides gras dans les diverses h
49

50. Acides gras et triglycérides
Les triglycérides d’acides gras sont des huiles (liquides) ou
des graisses (solides) d’origine animale ou végétale à
température ordinaire,
Etat Naturel – Localisation
présents surtout dans les graines , inclusions huileuses
cytoplasmiques (10-70%). On distingue:
AG saturés:
•Solide à la température de la pièce en général
•Consommation favorise un taux de cholestérol élevé et
donc des problèmes cardio-vasculaires
AG insaturés:
• Liquide à la température de la pièce
Rôle physiologique: L’absorption d'oméga-3 contribue à un
taux
de cholestérol normal, diminue le taux de triglycérides
sanguins; augmente le taux HDL et diminue les LDL
50

51. Nature des A.G.
Il faut savoir que dans les végétaux, les acides gras sont à
chaine paire, on distingue:
A.G. saturés: de C6 à C22
· C6: caproïque
· C8: caprylique (Palmiers, Coprah)
· C10: caprique (Palmiers, Coprah)
· C12: laurique = ac. dodécanoïque (Lauracées, Palmiers,
beurre de Coco)
· C14: myristique = ac. tétradécanoïque (beurre de
muscade, Myristica fragrans)
· C16: palmitique = ac. hexadécanoïque (huile de Palme)
· C18: stéarique = ac. octadécanoïque (graisses)
Exemples d’AG insaturés:
acide oléique acide linoléique
(CH2)4 (CH2)7 CO2H
H H H H
(CH2)7 (CH2)7
HH
H3C CO2H
51

52. Nomenclature (chimiste et physiologistes)
52

53. Les Huiles en pharmacie
Utilisées comme des excipients:
- huileux :
Huile d'Arachide (cacahuète), Arachis hypogea L.,
Fabacées , Huile d'Olive, Olea europaea, Oléacées
- solides pour suppositoires :
Beurre de cacao, Cacaoyer, Theobroma cacao,
Sterculiacées
Le Coprah (du Cocotier), Cocos nucifera, Arécacées
- émulsifiants : Lécithines , code E322:
(phosphatidylcholine isolé la première fois du jaune
d’œuf), du Soja (Glycine max (L.) Merr. ou Glycine soja
Sieb. et Zucc.) Fabacées
Huile en dermocosmétique:
Huile d'Amande douce
Amandier, Prunus dulcis (Miller) D.A. Webb var dulcis
et / ou de Prunus dulcis (Miller) D.A. Webb var amara
(D.C.) Buchheim, Rosacées
Huile de noyaux de Prunus sp. P. persica (pêcher), P.
domestica (prunier), Rosacées; P. cerasus (cerisier), P.
armeniaca (abricotier), Rosacées
Huile de noisette: Noisettier, Corylus avellana,

54. L’insaponifiable des huiles végétales surtout insaturées est
riche en tocols.
- Connus par la VitE; les tocopherols, sont indispensable à
la nidation. En association avec la progesterone
(hydroxyprogesterone), des esters d’alpha tocophérol sont
prescrits dans le cas de la menace d’avortement ou
accouchement prématurée.
- Aussi sont des antioxydant de référence (conservateurs >
BHT ou BHA)
- Inhibe la 5-alpha réductase et aromatase (métabolisme
de la testotérone) impliqués dans les mécanismes du
cancer hormonodépendants
- Leurs structures sont les suivantes (on assiste à 8
formes, 4 tocophérols et 4 tocotriénols)
Les Tocols
Un cycle chromanol pentasubstitué + une chaine phytyle
de 16 carbones

55. Les alcaloïdes constituent un vaste groupe de métabolites
avec une grande diversité structurelle. Ils sont des
composés azotés, basiques qui s’extraient soit dans l’eau
acide soit dans des solvants comme le chloroforme après
alcalinisation. Ils précipitent généralement avec des
réactifs iodométalliques (réactif de Dragendorff)
- Ils représentent environ 20% des substances naturelles
décrites.
les curares, morphine, atropine, quinine…….sont des
exemples d’alcaloides connus.
- Depuis les premiers jours de la civilisation, des espèces
végétales contenant des alcaloïdes ont été utilisées
comme médicament, poison,
Les alcaloides
1803 - Derosne - Réalisation du premier isolement de "sel
d'opium" (mélange de morphine et d'autres alcaloïdes) du
Papaver somniferum L.
1806 - Seturner – a démontré la nature fondamentale de la
morphine.
1817-1820 - Pelletier & Caventou – isolèrent la cafeíne,
cinchonine, quinine.....

56. "Alcalis": signifie base ou caractère baqique et eidos =
l'aspect (grec)
Dés le 19ème siècle – le terme a été introduit pour
désigner les substances naturelles qui se comportent
comme des bases
Les familles végétales riches en alcaloides sont les
apocyanacées, (Vinca, Rauwolfia), papaveracées
(Papaver), ranunculacées, Rubiacées (Quinquina,
Yohimbe). solanacées (Atropa, Datura) loganiacées
(Strychnos) , Fabacées,(Sarothamnus = genêt), rutacées
(Pilocarpus,) les berberidacées, apiacées….……
Ethymologie
56

57. Exemples d’alcaloides
morphine
Noyau
tropane
Noyau
pipyridine
atropine Atropa belladonna
Papavers somniferum
coniine Conium maculatum
tubocuranine Chondodendron tomentosum

58. Quinine (quinquina jaune)
Cinchonine (cinchona ssp)
(Brugmansia
stramonium L.)
Dérivé tropane)
Famille des
xanthines)
Noyau quinoleique
et tropanique)
coffea arabica
scopolamine
58

59. Chez les Animaux
Salamandre : samandaridine ;
Crapaud : bufoténine ;
Castor : castoramine ;
coquillages : saxitoxine (DL50 = 5 mg/kg !); poissons
("fugu"), poisson perroket, certains grenouilles
:tetrodotoxine
Dans les Champignons
Pénicillium : roquefortine ; Ergot de seigle : ac. lysergique ;
Psilocybe: psilocine ; Pseudomonas : pyocyanine
Exception
ou l’azote
est
extracycliqu
e
noyau indole
59

60. Quelques réactifs spécifiques des Alcaloïdes
• Réactif de Dragendorff (tétraiodo-bismuthate de K+)
• Réactif au sulfate cérique et ammoniacal (alc.
indolomonoterpéniques),
• Réactif à l’iodoplatinate alcalin (alc. quinoléiques).
• Wagner’s test: quelques ml de solution en presence d’une
solution d’iode dans l’iodure de potassium, un précipité
coloration rouge brun développé indique la presence
d’alcaloides……………
Caractérisation par CCM:
60

61. Exemple de Procédure générale d’extraction
(sucres)

62. Les triterpènes: Noms
fondamentaux et squelettes de
baseComposés en 30 carbones faits de 6 unités isoprène.
Formés par
des couplages tète à tête de deux unités sesquiterpènes
ou tête à
queue des unités isopréniques, ils peuvent être acyclique
(squalène), monocyclique, bicycliques, tricycliques,
tetracycliques ou encore pentacycliques, nous traiterons
les deux dernières familles les plus fréquentes
Les Triterpènes pentacycliques (Numérotation)
Plus de 50000 composés ont ainsi été recensés dans la
famille des triterpènes pentacycliques.
Cette variété est le résultat : de l’agencement des cycles;
de la position de groupements méthyles; de la présence et
de la localisation d'insaturations; de possibles isoméries
(configuration chaise/bateau, R ou S,…); de la présence de
groupements fonctionnels (alcools, cétones, acides
carboxyliques), voire d'autres entités moléculaires
associées (sucres et phénols, par exemple); Ces
possibilités de structures induisent la nécessité d’une

63. Quelques structures de bases des triterpènes
Pentacycliques les plus fréquents dans la
littérature
hopane
lupane

64. Ambrane
Onocérane
Autres squelettes de bases
Propriétés pharmacologiques
Les triterpènes pentacycliques sont souvent bioactifs
(antitumoraux, antiviraux, antidiabétiques, anti-
inflammatoires ...) présentant un arsenal thérapeutique
énorme.
Quelques composés comme l’acide corosolique (2-
hydroxyursolic acid) (complément alimentaire contre le
diabète) est déjà sur le marché et plusieurs autres sont en
cours d'essais cliniques ou prêts à être mis sur le marché
Cas de cyclisation interrompue
64

65. Question, refaire les autres structures dans l’exemple
Ci -dessus
65

66. Si Modification des nombres de groupes méthyles
Le remplacement d’un méthyl par un hydrogène est
indiqué par le préfixe nor, précédé du nombre de méthyl
ainsi supprimé, si addition d’un groupment methyl le suffixe
homo est utilisé
Exemples
24-nor-ursa-12-en-3α-ol
29-bishomo-hopane
66

67. L’élimination d’un atome de carbone dans un cycle est
désignée par nor précédée de la lettre caractéristique du
cycle modifié et entre parenthèse du numéro de l’atome de
carbone considéré comme éliminé. Cet atome est en
principe celui dont le numéro est le plus élevé.
Modifications des dimensions des cycles
67

68. Modification du squelette par transposition
Deux principaux types de produits transposés sont décrits:
À savoir les produits de type (série néo) et les produits du
type (série friedo).
Série néo: Une série de transposition conduit
successivement par élimination d’un atome sur le cycle A
en conservant le nombre de carbone sur le squelette de
base (A neo), si en plus, on assiste à une migration du
méthyle angulaire C25 situé en C10 (jonction A/B) au C5
(A:B-neo), si de plus le C26 se en C8 (jonction B/C) migre
C9, on se retrouve dans la série (A:C-neo)
et enfin, le C27 en C14 (jonction C/D) (A:D-neo) peut
migrer à la position C8.
On conserve la numérotation initial du squelette et des
groupes méthyles ayant migrés
A:B-néo-: le méthyle 25 migre depuis la position 10 vers la
position 5,
A néo A:B-néo-
A néo modification du cycle A sans transposition du methyl
angulaire
68

69. -puis A:C-néo-: le méthyle 26 migre depuis la
position 8 vers la position 9,
-puis A:D-néo-: le méthyle 27 migre depuis la
position 14 vers la position 8
Question, donner la structure du composé suiva
A:B néo-(3ξ)ursa-12-ène-28-oique 27:9α-olide
Connu sous le nom de l’acide novique
Donnée: le suffixe olide représente un ester
cyclique (lactone)
A:C-néo A:D-néo
69

70. Série friedo: ces produits dérivent des squelettes normaux
sans élimination d’atome sur le cycle mais seulement par
migration des groupes méthyles angulaires .
Il y’a aussi 4 cas de figure:
de 14 (jonction C/D) en 13, de 8 (jonction B/C) en 14, de
10 (jonction A/B) en 9, et de 4 (groupe axial 24) en 5.
Ceci conduit successivement aux modifications du
squelette désignés par D-friedo, D:C friedo, D:B friedo et
D:A friedo suivi du nom fondamental du squelette initial.
-D-friedo: C27: C14 → C13
-D:C-friedo : C27: C14 → C13 ; C26: C8 → C14
-D:B-friedo : C-26: C8 → C14; C-27: C14 → C13; C-25:
C10 → C9 ;
-D:A-friedo : C-25: C10 →C 9; C-26: C8 → C14; C-27: C14
→ C13; C-24: C4 →C 5;
Exemple pour la série ursane
D:Ursane

71. Les migrations postérieures des groupements méthyles
entre des carbones communs à deux cycles
(réarrangement friedo) conduisent, à partir de l’oléanane:
- au taraxérane (D- friedo-oléanane),
- puis au multiflorane (D:C - friedo-oléanane),
- puis au glutinane (D:B- friedooléanane)
- et à la friedelane (D:A-friedo-oléanane).
71

72. D-friedo D:C-friedo
D:B-friedo D:A-friedo
Questions
Représenter la structure de la friedeline : 3-oxo D:A-
friedo-oleanane ou 3-oxo-friedelane
Représenter la structure du taraxérol : 3β-hydroxy D-
friedo-oleana-14-ene ou 3β-hydroxy-taraxera-14-ene
72

73. Modification de squelette par coupure d’un cycle
- La coupure d’un cycle est indiquée par seco précédée
des numéros des atomes entre lesquels a eu lieu la
coupure
- La numérotation est conservée,
- Si un ou plusieurs atomes de carbones sont en outre
éliminés , on utilise les règles nor à partir du nom de base
2:3-seco-oleana-12-
ene-2,3,28-trioique
1:3-seco-2-nor-oleana-12-
ene 1,3, 28-trioique
Exemples
73

74. Autres exemples
A-neo-ursane A:C-neo-ursane
D:C-friedo-oleane
ou multiflorane
D:B-friedo-oleane
74

75. Les triterpénoïdes tétracycliques peuvent être considérés
comme des triméthyl stéroïdes que nous verrons aussi
dans le chapitre suivant, le lanostane, est le squelette de
base utilisé et est le 4,4,14-triméthyl-5α-cholestane. La
nomenclature des stéroïdes peut leur être réservée.
Lanostane
Le (5α)-lanostane, dont la nomenclature est conservé
Jusqu’en 27, les 3 methyl en 4 et 14 terminent la
numérotation.
13α,14β, 17β H, 20β H(R) lanostane pour le groupe Euphane
Ou 13α, 14β, 17β, 20α H (S) lanostane pour le groupe de
tirucallane
Tirucallane
Les dérivés des groupes apparentés au Lanostane portent
des noms en ‘’lanostane’’ complétés selon les
modifications structurales ainsi:
TRITERPENES TETRACYCLIQUES
75

76. Quelques autres exemples de noyaux de
triterpenes tetracycliques
Fusidane (FT) est un autre exemple de triterpène
tetracyclique et appartient donc à une autre classe qui
pourrait être considérée comme nor tritepène
tetracyclicque, à savoir le 29-nor protostane
Dammarane (Methyl (18)
en C8 au lieu de C13 pour
lanostane), sapogenine de
ginseng
Protostane (PT) ce sont des
triterpenes tetracyclique
stereoisomères du dammarane,
il s’agir du 8α-CH3, 9β-H, 13α-
H, et14β-CH3 dammarane
Cucurbitane ,
C19, du 10 à 9β
76

77. On distingue entre autres, les drogues synthétiques:
- les Stéroides anabolisants, dérivée de la
testostérone, interagissent avec le récepteur des
androgènes en améliorant la masse musculaire .
- Les stéroïdes endocriniens naturels des
mammifères: Les androgènes, les estrogènes et
stéroïdes progestatifs et les Glucocorticoïde: avec
des activité de régulation du métabolisme cellulaire et
activité surtout anti-inflammatoire (AIS)
- Les phytosteroides ou Stéroïdes végétaux ou stérols
(contenant un alcool (en position 3), ce sont des
inhibiteurs clés de l’enzyme de biosynthèse du
cholestérol, (sitosterol, stigmastérol, spinastérol,
campestérol) sont des exemples…..
Les Steroides
77

78. Structures des stéroides
- Les stéroïdes (composés de C19 à C29) sont des lipides
qui trouvent leurs origines à partir de triterpénes
tetracycliques aussi bien chez l’homme que dans les
pantes. Ils se caractérisent par un noyau
cyclopentanophénanthrénique (stérane) (voir figure).
- On appelle gonanes les formes isomères du sterane où
respectivement les cycles B et C, et les cycles C et D sont
en position trans .
Structure du noyau sterane
Structure Gonane
78

79. A partir de ce noyau gonane , si un greffage d’un groupe
méthyle en C-13 mais sans groupe méthyle en position C-
10 et sans chaîne latérale en C-17, on sera en présence
du noyau «estrane» (exemple estradiol hormones
féminines).
Estrane 5α ou 5β , C18)
Structures des stéroïdes (suite)
Alors que dan un noyau gonane, les cycle B et C ainsi que
C et D sont en conformation trans, la jonction A/B de la
première décaline peut être soit trans (l’atome H en 5 est
soit en α) soit en position β (Cycles A/B en cis),
Les estrogènes qui sont des hormones féminines en
sont des exemples: ce sont des noyaux à 18 carbones:
estradiol, estrone, estriol en sont des exemples
d’estranes
Si en plus, il y’a un méthyle en C10, dans ce cas ce
sont des androstanes, la testostérone en est un79

80. Autres dérivés de steroides
R name
H androstane
C2H5 Pregnane
CH(CH3)CH2CH2CH3 cholane
CH(CH3)CH2CH2CH2CH(CH3)2 cholestane
CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)2 Ergostane,
campestane
CH(CH3)CH2CH2CH(C2H5)CH(CH3)2 stigmastane
Les stéroides qui possédant un noyau
cyclopentanophénanthrénique (stérane), contenant deux
methyles respectivement en C10 et C13 et une chaine
alkyle en 17 se resérvent d’autre terminologie récapitulées
dans le tableau suivant,
Exemple de stéroïdes à base de noyau pregnane: la
progestrone

81. Exemples
Donner les structures des sterols suivants:
- 5βstigmasta-7,9(11),25-triene
- 5αcholesta 7,14-diene
- 14α-methyl-5α-cholesta-8-en-3β-ol
- 22E, 25R, 27homo-cholesta-5,22-dien-3β-ol
- 4α-methyl-5α-campesta-8(14)-en-3β-ol
Stigmasta-3,5-dien-7-one
Lanosterol = 4,4,14α-trimethyl-5α-cholesta-8(9),24-dien-
3β-ol
Cholesterol: 5α-cholesta-5-en-3β-ol
81

82. stigmastanol stigmasterol
ergostérol
β-sitostérol
avenasterolcampesterol

83. Le mécanisme de biosynthèse des stérols (C27 à C29)
passe par les triterpènes tetracycliques respectivement le
cycloarténol pour les plantes (phytosterol) générant après
le stigmastérol et les autres noyaux stérols qui en dérivent
tandis que le zoosterol (cholestérol) et respectivement le
mycosterol (l’ergosterol) sont produits à partir du
lanostérol.
Leur biosynthèse passe par la formation d’unités
isopréniques par la voie dite de l’acide mévanolique,
brièvement la carboxylation en malonate CoA à partir de
l’acetylCoA, générera le malonate CoA qui après
condensation d’une deuxième unité AcetylCoA produit
l’acetoacetylCoA; une troisième condensation de
l’AcetylCoA générera l’acide glutarique, qui est convertit
par la HMGCoreductase en acide mévalonique.
Formation du Squalene,
Precurseur des triterpenes
Lanostérol
83

84. Biogenèse du squelette isoprénique
acide mévalonique
Une série d’autres réaction enzymatiques de deshydration
et décarboxylation conduisent à la formation des unités
isoprènes activées par des unités phosphates
(isopentylepyrophosphate) et son isomère dimethyl
allylpyrophosphate
Biosynthèse (voie mévalonate) très simplifi
84

85. Couplage
PPO
PPO
H
PPO
Couplage tête-queue des
chaines isopréniques
2 1
3
42
13
4
tête queue
DMAPPIPP
Géranylpyrophosphate
(GPP)
Monoterpènes
C10
GPP synthase
IPP: Isopentylpyrophosphate
DMAPP: dimethylallylpyrophosphate
85

86. 86
Une autre réaction de ce type peut avoir lieu entre le
géranylpyrophosphate et le 3-méthylbut-3-
ènylpyrophosphate (IPP) pour conduire au
farnésylpyrophosphate :
Biogenèse du Farnesylpyrophosphate

87. Farnesyl PyrophosphateA ce stade, deux molécules de farnésylpyrophosphate
peuvent s’unir lors d’un couplage en milieu réducteur pour
donner le squalène :
87

88. 88
Chez l’animal, Une molécule de squalène subit une
oxydation enzymatique sur la double liaison C3-C4 suivie
de l'ouverture en milieu acide de l‘epoxide formé ; ce qui
revient à la formation d'une fonction alcool sur le carbone
3. On assiste ensuite à une cyclisation du squalène ainsi
transformé par un processus synchronisé suivant suivi de
divers réarrangements conduisant au lanostérol :
On peut présenter différemment le squalène dans l’espace
par rotation autour des simples liaisons C-C. :
Biogenèse (suite)

89. Le squalene est le précurseur du lanostane ou
cycloartenol. Dans la cellule animale, la conversion du
lanostérol en cholestérol par exemple implique le départ de
3 groupes méthyl en position 4,4,14 par oxydation en CO2,
le glissement de la double liaison C8-C9 vers C5-C6 ainsi
que la réduction de la double liaison C24-C25 .
A partir du cholestérol, les stéroïdes hormonaux peuvent
être générés suivant des réactions enzymatiques
spécifiques.
Le lanosterol formé subit une succession de
transformations
catalysées par des demethylases, des isomerases, des
desaturases, des deshydrogenases .... etc
Concernant le végétal, la plupart des étapes tardives de la
voie de biosynthèse des stérols ne sont pas encore bien
définies chez les plantes.
Dans les plantes, d’autres voies de synthèse des
isoprénoides indépendamment du mavalonate sont aussi
décrites, à savoir la voie de deoxyxylulose .
Biogenèse (suite)
89

90. DMAPP + IPP GPP(C10) geranylpyrophosphate
Monoterpene
GPP +IPP FPP (C15) farnesylpyrophosphate
Sesquiterpene
FPP + IPP GGPP (C20) geranylgeranylpyrophosphate
Diterpene
GPP +FPP GFPP (C25) geranylfarnesylpyrophosphate
Sesterpene
FPP +FPP 2FPP (C30) farnesyfarnesylpyrophosphate
(triterpene)
GGPP +GGPP 2GGPP (C40) geranylgeranylpyrophosphate
tetraterpene
Synoptique de formation des différents terpènes
issus de la voie de l’acide mévalonique
90

91. Caractérisation (screening)
des triterpènes
Test chimique CCM
Libermann-Burchard UV, spot bleu, vert, rose, brun
fluorescent,
Vanillin-sulphuric acid Blue, blue-violet,
yellowish
Vanilin-phosphoric acid Red-violet in visible light
and
reddish or blue in UV 365
Anisaldehyde-sulphuric acid Blue red-violet in visible
light
and reddish or blue in UV
365
Carr Price Trichlorure d’antimoine vert, bleu, gris
dans chloroforme,
91

92. Les saponines
Ce sont des triterpenes, steroides ou des alcaloides
steroidiens qui sont glycosylés, souvent ils sont
monodesmosidiques (un seul sucre attaché
particulièrement en position C-3 (au niveau de l’hydroxyle),
bidesmosidiques (deux sucres attachés dans deux position
différentes souvent le C-3 et le C-28 pour la série
oléanane, ursane (voir structure dia suivant), des
saponines tridesmosiqiques ne sont pas aussi rares et les
emplacements des sites de glycosylations dépendent du
degré d’oxydation de l’aglycone (sapogénine).
Les glycosylations peuvent être linéaires ou ramifiées. Les
saponines sont donc des Hétérosides formés d’une génine
appelée sapogénine, et de groupements osidiques. Il s’agit
de composés souvent amers, amphiphiles aux propriétés
tensioactives qui ont pu être mises à profit pour la
confection de détergents.
On distingue
•les saponosides à génine triterpénique pentacyclique
•les saponosides à génine stéroïde
•les saponosides à alcaloïde stéroïdiens qui
correspondent aux glucoalcaloïdes qu’on retrouve par
exemple chez les Solanacées

93. Exemple de saponine triterpénique
Les saponines à génines stéroïdiques sont presque
exclusivement présentes chez les Angiospermae
Monocotyledonae, comme famille qui en sont riches, on
distingue: Alliaceae (Allium), Agavacear, (Agave),
Asparagaceae, Dioscoreacea (Discorea), Fabaceae,
Solanaceae (Solanum) et Plantagenaceae.
Les sucres fréquemment observés sont D-glucopyranose ,
D
- galactopyranose , D-xylopyranose , acide D-glucuronique
, D-apiofuranose, et L-rhamnopyranose
93

94. Les Hétérosides cardiotoniques
(cardenolides)
Il s’agit de composés semblables aux saponosides, formés
d’une génine stéroïdique ayant la particularité de contenir
un cycle lactone à 4 ou 5 carbones (cardénolides). Le
suffixe olide représente un ester cyclique à 5 sommets.
De plus la fraction osidique des hétérosides cardiotoniques
est constituée d’oses particulièrement rares, dont
certains ne sont présents naturellement que dans ce type
de molécules (exemple du digitoxose de la digitoxine, un
hétéroside cardiotonique de la digitale).
94

95. Propriétés pharmacologiques
Sont doués de propriétés antiinflammatoires,
anticancéreuses, cardiovasculaires et neuroprotectrices
(exemples de gensenosides extraits du genre panax
(ginseng):
Le ginseng est un mélange très complexe d'au moins 31
triterpènes de ginsénosides. Le ginseng est utilisé dans les
formes traditionnelles et modernes, en particulier pour le
maintien de la santé des personnes âgées.
95

96. Les huiles essentielles ne dérivent pas que
des unités Isopréniques…

97. Autre exemple: cas des monoterpèn
97

98. 98
Les structures des lactones sesquiterpéniques sont variées
mais, dérivent toutes du produit de cyclisation
cyclodécadiénylique
NB: les ambrosanolides sont considérés des
pseudoguaianolides
Les lactones sesquiterpéniques

99. 99
Dérivés de lactones
sesquiterpéniques fréquents dans
les asteraceae

100. les signaux des protons exométhylèniques H-13 et H-13’
sont
facilement identifiables dans les spectres RMN des
sesquiterpènes lactones grâce aux indéniables avantages
suivants :
(i) les positions à champ relativement faible aux
alentours de 5-6 ppm
(ii) l’éclatement caractéristique dû aux couplages
allyliques allant jusqu’aux alentours de 4 Hz ou
plus pouvant être dédoublés par des couplages
géminés de 0-3 Hz.
(iii) La lactone est aussi observée en IR avec un pic
intense vers 1770 cm-1
Caractéristiques spectrales des lactones
sesquiterpéniques
100

101. FIN