contribution à l’étude phytochimique de datura...
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Mémoire de Recherche
pour l’obtention du
Certificat d’Aptitude Pédagogique de l’Ecole Normale
« C.A.P.EN »
Filière PHYSIQUE –CHIMIE
Contribution à l’étude phytochimique de
Datura stramonium Linné
(Solanaceae)
Présenté par
Henintsoa RAKOTOARIVELO
Soutenu le 08 Décembre 2011 devant la Commission d’Examen
Président : Monsieur Dimby RALAMBOMANANA Maître de Conférences Examinateur : Monsieur Vokatsoa Christian RAKOTONDRAMASY
Maître de Conférences Rapporteur : Monsieur Richard RASAMOELISENDRA Maître de Conférences
..
Mémoire de Recherche
pour l’obtention du
Certificat d’Aptitude Pédagogique de l’Ecole Normale
« C.A.P.EN »
Filière PHYSIQUE –CHIMIE
Contribution à l’étude phytochimique de
Datura stramonium Linné
(Solanaceae)
Présenté par
Henintsoa RAKOTOARIVELO
Soutenu le 08 Décembre 2011 devant la Commission d’Examen
Président : Monsieur Dimby RALAMBOMANANA Maître de Conférences Examinateur : Monsieur Vokatsoa Christian RAKOTONDRAMASY
Maître de Conférences Rapporteur : Monsieur Richard RASAMOELISENDRA Maître de Conférences
Je remercie une nouvelle fois le Dieu tout puissant de m’avoir
donné la force et la patience durant mes études mais surtout à
l’accomplissement de ce travail.
Je dédie ce mémoire
A mes parents et à ma tante
Pour tous les sacrifices que vous avez consentis pour me permettre de
suivre mes études dans les meilleures conditions possibles et n'avoir
jamais cessé de m'encourager tout au long de ces années.
Que l’a réalisation de cette œuvre constitue à votre égard un
témoignage de toute ma gratitude.
A mes frères et sœurs
Vous n’avez pas manqué de m’encourager avec vos moyens et prières.
A mon époux
Qui est toujours présent pour m’aider et m’encourager.
Que vous trouverez à travers ce travail ma sincère reconnaissance.
Ma sincère gratitude à toute ma famille et à mes proches pour
leurs soutiens sous diverses formes et leurs encouragements au cours
de la réalisation de ce mémoire.
Recevez en retour ces quelques mots qui ne peuvent traduire
tout l’Amour que je vous porte.
Nous adressons nos vifs remerciements à :
Notre Président de Jury :
Monsieur Dimby RALAMBOMANANA
Maître de Conférences à la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo
Nous tenons à vous remercier vivement de nous faire l’honneur de présider le Jury de
ce mémoire. Malgré vos multiples obligations, vous avez consenti à nous accorder une partie
de votre temps si précieux. Vous n’avez pas ménagé vos efforts pour que ce mémoire puisse
être présenté aujourd’hui.
Veuillez trouver ici un gage de notre profonde reconnaissance.
Notre Rapporteur :
Monsieur Richard RASAMOELISENDRA
Maître de Conférences à la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo
Nous vous remercions pour votre générosité et votre patience tout au long de la
réalisation de ce mémoire, ainsi que pour l'inspiration, l'aide et le temps que vous avez bien
voulu nous consacrer et sans vous ce mémoire n'aurait jamais vu le jour. Votre rigueur
scientifique et votre abnégation ont été exemplaires à nos yeux.
Soyez assuré de notre gratitude et notre plus profond respect.
Notre examinateur :
Monsieur Vokatsoa Christian RAKOTONDRAMASY
Maître de Conférencesà la Faculté des Sciences de l’Université de Fianarantsoa
Nous vous remercions également d’avoir accepté de siéger parmi le Jury de ce
mémoire malgré vos nombreuses responsabilités. Vos suggestions et vos remarques seraient
appréciées pour compléter nos connaissances. Nous vous sommes reconnaissant également
pour nous avoir partagé vos expériences sur l’étude chimique d’une plante.
1
Introduction
Au cours des temps l’homme a dû faire face à une impérieuse nécessité de distinguer les
plantes utiles de celles qui tuent.
L’usage des plantes à des fins thérapeutiques ou narcotiques et leur ingestion
accidentelle ou par confusion avec d’autres plantes comestibles, déterminent des accidents
fréquents dans le monde.
La famille des solanacées présente environ 2000 espèces comprenant de nombreuse
plantes toxiques et renferment des drogues importantes.
Un très grand nombre de genre de la famille des solanacées sont des sources riches en
alcaloïdes, substances aux propriétés sédatives ou au contraire provoquent des
hallucinations et des délires. Les circonstances de l’accident sont diverses: confusion de
baies toxiques avec les baies comestibles, utilisation peu raisonnée des plantes à des fins
hallucinatoires ou médicales.
Le Datura stramonium L. est parmi les solanacées qui poussent à l’état sauvage, et qu’on
peut rencontrer dans les jardins publics.
L’effet toxique de Datura stramonium est attribué à 3 alcaloides tropaniques : l’atropine
et son isomère optique l’hyoscyamine, et la scopolamine, ces esters organiques ont des
propriétés parasympatholytiques.
Ces propriétés atropaniques ont été utilisées dans différentes spécialités notamment
pour le traitement de l’asthme. Actuellement la plante est utilisée à des fins de toxicomanie.
L’objectif de ce travail est de contribuer à l’étude phytochimique de Datura stramonium
(Solanacées) connu sous le nom de Ramiary à Madagascar.
Il est divisé en quatre parties selon le plan IMRD :
La première partie donne la synthèse bibliographique des Solanacées et des familles
chimiques rencontrées dans une plante.
La deuxième partie montre les matériels et méthodes utilisés au cours de ce travail
La troisième partie expose nos résultats et nos discussions.
En tant qu’éducateur de formation, nous avons consacrée, dans ce travail, une partie sur
l’éducation à l’environnement.
2
Chapitre 1 Généralités sur les solanacées
I Définition
Les solanacées sont une famille des plantes appartenant à l'ordre des solanales.
Ce sont des plantes herbacées, des arbustes, des arbres ou des lianes des régions tempérées
à tropicales.
C'est une famille des plantes qui a une grande importance économique. En sont issues
bon nombre des légumes et des fruits :
pommes de terre (solanum tuberosum),
tomates (lycoperscicon esculentum),
aubergines (solanum melogena),
piments (capscium frutescens),
poivrons ( capscicum annuum).
Sont aussi issues de cette famille des cultures industrielles comme le tabac (nicotiana
tabacum) ou ornementales comme les pétunias ou les morelles faux jasmin.
Photo 1 : Pomme de terre, solanum tuberosum (solanacées)
Photo 2 : Aubergine, solanum melogena (solanacées)
3
II Classification botanique
La classification botanique des solanacées est donnée dans le tableau 1.
Tableau 1 : Classification botanique
Règne Plantes Plantae
Sous-règne plantes vasculaires Tracheobionta
Division plantes à graines Spermatophyta
Classe Plantes à fleur Magnoliopsid (angiospermae)
Sous-classe Dicotylédones Dicotyledonae
Super ordre Astéridés Astéridae
Famille Solanacées Solanaceae
III Caractéristiques
Les solanacées sont caractérisées par une grande homogénéité de caractères,
notamment anatomiques et biochimiques.
Un grand nombre de cette famille produisant des alcaloïdes, est répandue dans les
régions chaudes et tempérées.
Bien que les espèces alimentaires contiennent aussi des alcaloïdes dans les feuilles, les
tiges et les racines, les parties comestibles (tubercule de la pomme de terre, fruits des
tomates, aubergines et piments) en sont dépourvues.
Photo 3: Tabac, nicotiana tabacum (solanacées)
4
IV Description
Les feuilles des solanacées, simples ou composées,
sont alternes, entières à profondément lobées et
sans stipules. Les fleurs hermaphrodites sont dites
parfaites (elles contiennent étamines et pistil). Les
fleurs sont soit solitaires soit rassemblées en de
petites grappes (cymes) qui sont situées
généralement à l'angle des divisions de la tige ou
directement sur la tige entre les nœuds.
L'épiderme est velu ou glanduleux.
Les fleurs des solanacées sont actinomorphes.
Les pétales sont soudés (gamopétales) à des
hauteurs variables. Lorsque la soudure se situe à
la base, cela donne à la fleur la forme d'une
étoile. Lorsque les pétales sont entièrement
soudés cela forme une fleur longue en trompette
comme pour le datura stramoine ou le
Brugmansia. D'ailleurs on retrouve souvent le
terme "trompette" dans le surnom de nombre de
solanacées : "trompette du jugement",
"trompette des anges" "trompette de la mort".
Tout comme les pétales, les sépales des solanacées sont également soudés
(gamosépales) à des hauteurs variables ce qui forme un tube qui présente cinq lobes au
sommet. Le calice des solanacées persiste après la fécondation. Dans certains cas il grandit
en même temps que le fruit et l'enveloppe à maturité soit partiellement (on dit qu'il est
marcescent) soit totalement (on dit qu'il est accrescent).
Photo 5 : Vigne de Judée ou douce-amère (Solanum dulcamara)
Photo 4 : Jusquiame noire (Hyoscyamus niger)
5
Le fruit des solanacées peut être charnu, c'est
alors une baie (morelles, tomate, pomme de
terre..) soit sec et c'est alors une capsule (datura
stramoine) qui dans le cas de la jusquiame prend
la forme d'une pyxide.
V Solanacées vireuses
Les Solanacées vireuses (jusquiame, belladone, datura, mandragore), mais aussi le
tabac, ont été utilisées depuis des siècles pour leurs propriétés psychotropes. Elles les
doivent à leur contenu en alcaloïdes, atropine, hyoscyamine et scopolamine chez les
Solanacées vireuses, nicotine chez le tabac. Comme solanacées vireuses, on peut citer la
belladone, la jusquiame et le datura.
Belladone
La belladone, Atropa belladona, est une plante herbacée à souche vivace des régions
tempérées. Ses fleurs sont jaunes ou brun pourpre, en forme de clochette. Ses fruits, très
toxiques, sont des baies, de couleur noire violacée, de un à deux centimètres de
diamètre.
Comme les deux autres Solanacées vireuses la Belladone contient de l’atropine, de
l'hyoscyamine et de la scopolamine, alcaloïdes abondants dans les feuilles et les racines,
mais elle est particulièrement riche en atropine et lui doit son nom et ses propriétés
parasympatholytiques (c'est à dire qui s'opposent à l'action du système nerveux
parasympathique).
Jusquiame
Photo 6 : Morelle, Solanum ducamara
Photo 7 : belladone, Atropa
belladona
6
Jusquiame
La jusquiame, Hyoscyamus niger, est une plante rudérale herbacée commune en
Europe. Les fleurs regroupées à l'extrémité de la tige sont de couleur jaune pâle veiné
de pourpre.
Le fruit est une capsule s'ouvrant à maturité par une sorte d'opercule circulaire.
Comme les deux autres solanacées vireuses la jusquiame est riche en atropine,
hyoscyamine et scopolamine. Elle est connue et utilisée depuis la plus haute antiquité
comme un poison violent. Elle était utilisée au même titre que les autres Solanacées
vireuses par les sorcières du Moyen Âge pour préparer les breuvages et les pommades
qui les emmenaient au sabbat.
VI Exemples des alcaloïdes dans les solanacées
Figure 1 : Exemples des alcaloïdes dans les solanacées
Photo 8 : Fleurs de jusquiame, Hyoscyamus niger
Hyoscyamine
Scopolamine
7
VII Espèces
La famille des Solanacées comprend environ 2000 espèces réparties en près de 95
genres.
Aujourd'hui, la famille est plus étendue. L’Angiosperm Phylogeny Website [1er mai 2007]
accepte 102 genres, en incluant les Duckeodendracées et Nolanacées.
L'espèce Duckeodendron cestroides est un grand arbre originaire des régions tropicales
d'Amérique du Sud (Brésil).
Les genres Coeloneurum, Espadaea, Goetzea, Henoonia sont des petits arbres ou des
arbustes des grandes Antilles et d'Amérique du Sud. Les familles des Duckéodendracées et
des Goetzéacées ne sont plus valides.
VIII Genre datura
Le genre datura comprend une vingtaine d’espèces dont la plus répondue est le Datura
stramonium L., également connue sous les noms des stramoines.
On peut citer entre autres : Datura ferox, Datura innoxia, Datura leichhardtii, Datura metel,
Datura quercifolia, Datura stramonium , Datura wrightii.
Photo 9 : datura innoxia Photo 10 : datura metel
8
Chapitre 2 Généralités sur les familles chimiques
Un métabolite secondaire est une molécule qui, par exclusion, n'appartient pas au
métabolisme primaire. Ce dernier est indispensable à la nutrition, il assure la croissance, le
développement d'un organisme. Les métabolites primaires rassemblent les acides aminés, les
lipides, les sucres ou les acides nucléiques, par exemple.
Les métabolites secondaires sont plus spécifiques aux plantes, bactéries et champignons.
Contrairement aux métabolites primaires, ils ne participent pas directement à l’assimilation des
nutriments et donc, au développement de la plante. Les métabolites secondaires participent à
la vie de relation de la plante, ils ont des rôles très variés. Ils peuvent servir de défense
(sécrétions amères ou toxiques pour les prédateurs) ou au contraire, attirer certaines espèces
ayant des rôles bénéfiques (pollinisateurs).
Ces composés sont en général toxiques mais ils peuvent aussi présenter un intérêt
économique, voire une haute valeur ajoutée (médicale).
I Les types de métabolites
Les métabolites secondaires se classent en trois grands groupes :
Phénols : tanins, lignine, mélanine, flavonoïdes
Azotés : alcaloïdes, bétalaïne, hétérosides cyanogènes et glucosinolates
Terpènes : hémiterpènes (C5), monoterpènes (C10), sésquiterpènes (C15),
Diterpènes (C20), triterpènes (C30), tétraterpènes (C40) et polyterpènes (+ que C40).
II Les alcaloïdes
II.1 Définition Les alcaloïdes sont des molécules organiques hétérocycliques azotées basiques pouvant
avoir une activité pharmacologique.
On trouve des alcaloïdes, en tant que métabolites secondaires, principalement chez les
végétaux, les champignons et quelques groupes animaux peu nombreux. Habituellement les
alcaloïdes sont des dérivés des acides aminés.
9
II.2 Types d’alcaloïdes
On distingue généralement :
les alcaloïdes vrais, qui sont d’un point de vue de la biosynthèse dérivés d’acides
aminés, et qui présentent au moins un hétérocycle : exemple la strychnine dérivée du
tryptophane.
les proto-alcaloïdes, qui dérivent d’acides aminés mais pour lesquels l’azote est en
dehors des structures cycliques (exemple : la colchicine)
Les pseudo-alcaloïdes, qui ne dérivent pas d’acides aminés (exemple : la caféine)
Figure2 : tryptophane
Figure3 : colchicine
Figure4 : caféine
10
II.3 Classification structurale
Ils ont longtemps été catégorisés et nommés en fonction du végétal ou de l'animal dont
ils étaient isolés.
À partir du XXIe siècle, ils sont catégorisés en fonction de leur structure chimique :
Pouvant être :
Acyclique :
Mono ou polycyclique : ils sont alors classés selon la structure du noyau
hétérocyclique comme :
Les azines : pipéridine, nicotine
Les Tropanes : atropine, hyosciamine, scopolamine, cocaïne
Figure6 : nicotine
Figure7 : cocaïne
Figure5 : galégine
11
Les quinoléines : quinoléine, quinine
Les isoquinolines : morphine, codéine
Les indoles : ergine, ergotamine
Figure10 :
II.4 Utilisations
Bien que beaucoup d'alcaloïdes soient toxiques (comme la strychnine ou l'aconitine),
certains sont employés dans la médecine pour, par exemple, leurs propriétés analgésiques
(comme la morphine, la codéine), dans le cadre de protocoles de sédation (anesthésie)
souvent accompagnés d'hypnotiques, ou comme agent antipaludéen (quinine,
chloroquinine) ou agent anticancéreux (taxol, vinblastine, vincristine).
D’autres alcaloïdes ont des usages plus courants comme la nicotine employée dans la
Figure8 : quinine
Figure9 : morphine
Figure10 : ergotamine
12
fabrication d’insecticides et de cigarettes, ou encore la caféine (propriétés stimulantes ou
sédatives). La cocaïne est une drogue ayant une action stimulante.
La scopolamine est utile au traitement de certaines douleurs et pour la prévention du
mal des transports ; l’atropine dilate les pupilles, ce qui facilite les examens
ophtalmologiques.
III Les Flavonoïdes et Leuchoanthocyanes
III.1 Définition
Les flavonoïdes (ou bioflavonoïdes) sont des métabolites secondaires des plantes
partageant tous une même structure de base formée par deux cycles aromatiques reliés par
trois carbones : C6-C3-C6, chaîne souvent fermée en un hétérocycle oxygéné hexa- ou
pentagonal.
Les flavonoïdes sont responsables de la couleur variée des fleurs et des fruits et
représentent une source importante d'antioxydants dans notre alimentation
Les flavonoïdes sont largement distribués dans le règne végétal où ils sont présents le
plus souvent sous la forme soluble d'hétérosides.
III.2 Structure chimique
Les flavonoïdes présentent un squelette de base à 15 atomes de carbone, fait de
deux cycles benzéniques C6 reliés par une chaîne en C3.
La famille des flavonoïdes peut se diviser en six classe qui diffèrent par leurs
structures chimiques les : flavones, flavanones, flavonols, flavanols, isoflavones et
anthocyanidines.
La distinction se fait sur la conformation de la structure centrale.
FLAVONE
FLAVANONE
13
III.3 Utilisations
Les flavonoïdes sont des produits largement distribués dans le règne végétal et sont
couramment consommés quotidiennement sous forme de fruits, légumes et boissons telles
que le vin et le thé.
Ils sont capables de moduler l’activité de certaines enzymes et de modifier le
comportement de plusieurs systèmes cellulaires, suggérant qu’ils pourraient exercer une
multitude d’activités biologiques, notamment des propriétés antioxydantes,
vasculoprotectrices, antiallergiques, anti-inflammatoires, antiulcéreuses et même
antitumorales significatives.
Comme les flavonoïdes, les leucoanthocyanes sont des pigments qui contiennent des
principes actifs permettant de maintenir les vaisseaux sanguins en bon état.
IV Les Tanins
IV.1 Définition
Les tanins sont des substances naturelles phénoliques. Ce sont des métabolites
secondaires des plantes supérieures que l'on trouve dans pratiquement toutes les parties
des végétaux (écorces, racines, feuilles, fruits etc.) où ils jouent le rôle d'armes chimiques
défensives contre certains parasites.
FLAVONOL
FLAVANOL
ISOFLAVONE
Figure11 : Exemples des Flavonoïdes
14
IV.2 Structure chimique
Les deux catégories de tanins distinguées sont les tanins hydrolysables (gallotanins et
ellagitanins) et les tanins condensés, sont d'origines biosynthétiques différentes.
On les trouve dans les plantes supérieures mais on n'en trouve pas chez les algues ou les
animaux.
Les tanins condensés ou tanins vrais sont des oligomères ou polymères de flavanols.
Ils sont constitués d'unités de flavan-3-ols liées entre elles par des liaisons carbone-
carbone. Ils sont non hydrolysables mais traités à chaud par un acide, ils se dégradent
en pigments colorés formés d'anthocyanidols.
OHO
OH
OH
OH
OH
R
4
OHO
OH
OH
OH
OH
R
4
OHO
OH
OH
OH
OH
R
4
8
8
n
Figure12 : Exemple de structure de tanins vrais
15
Les tanins hydrolysables ou tannoïdes
Ce sont des esters de sucre, généralement du glycose ou de polyol apparenté et d’un
nombre variable de molécule d’acides phénoliques tels que l’acide gallique ou l’acide.
HO
HO
HO
C
O
O
HO
HO
C
O
O
HO
HO OH
C
O
O
O
O
O C
O OH
OH
OH
C O
HO
HO
OH
C
O OH
OH
OHC
O O
OH
OHC
O O
OH
OH
CH2O
Figure13 : Exemple de structure de tanins hydrolysable
IV.3 Utilisations
On emploie les tanins pour protéger le cuir, car ils transforment les protéines contenues
dans le cuir en produits insolubles résistant à la décomposition organique. La principale
utilisation du tanin est le tannage (comme son nom l'indique) des peaux.
Certains tanins auraient des propriétés antioxydantes, expliquant certains effets
bénéfiques du jus de raisin et du vin sur la santé (protection cardio-vasculaire à doses
modérées). Ils stopperaient également le développement des microbes.
Les tanins du thé ont des effets sur l'assimilation du fer, la rendant moins efficace.
L'acide tannique est utilisé en médecine externe comme astringent antidiarrhéique.
16
V Les Polyphénols
V.1 Définition
Les polyphénols constituent un ensemble de molécules très largement répandues dans
le règne végétal. On les trouve dans les plantes, depuis les racines jusqu'aux fruits.
Les polyphénols naturels sont des métabolites secondaires, ce qui signifie qu'ils
n'exercent pas de fonction directe au niveau des activités fondamentales de l'organisme
végétal, comme la croissance ou la reproduction.
V.2 Structure chimique
Les polyphénols sont communément subdivisés en phénols simples, acides-phénols
(dérivés de l'acide benzoïque ou cinnamique) et coumarines, en naphtoquinones, en
stilbénoïdes (deux cycles C6 liés par 2C), en flavonoïdes (comme le kaempférol dans les
fraises) et en formes polymérisées : lignanes, lignines, tanins condensés.
V.3 Utilisations
Les polyphénols prennent une importance croissante, notamment grâce à leurs effets
bénéfiques sur la santé.
En effet, leur rôle d’antioxydants naturels suscite de plus en plus d'intérêt pour la
prévention et le traitement du cancer, des maladies inflammatoires, cardiovasculaires et
neurodégénératives. Ils sont également utilisés comme additifs pour l’industrie
agroalimentaire, pharmaceutique et cosmétique.
Kaempférol
Cinnamique
Figure14 : Exemples de polyphénols
17
VI Les Quinones
VI.1 Définition
Les quinones constituent une série de diènes plutôt que des composés aromatiques
comportant un noyau de benzène sur lequel deux atomes d'hydrogène sont remplacés par
deux oxygènes formant deux liaisons carbonyles (dicétones éthylèniques conjuguées
cycliques).
VI.2 Structure chimique
Les principales quinones sont :
la benzoquinone ou quinone (C6H4O2), on utilise les propriétés rédox dans la
technique de développement photographique.
l'anthraquinone (C14H8O2). Les anthraquinones font partie du groupe des
quinones naturelles : substances oxygénées engendrées par l'oxydation des
composés aromatiques et caractérisées par un motif 1,4-dicétocyclohexa 2,5-
diène.
Figure16 : Anthraquinone
1,4-Benzoquinone (Quinone)
1,2-Benzoquinone
naphtoquinone (C10H6O2)
Figure15 : Exemples de Quinones
18
VI.3 Utilisations
- Activité biologique
Ces composés ont une action spasmolytique, antibactérienne (ils empêchent la
croissance bactérienne), ils ont aussi une activité fongicide parfois vermifuge et cytotoxique.
Des réactions d'allergies sont aussi rapportées du fait de réactions entre des
benzoquinones et des protéines de l'homme.
- Activité laxative
Ils stimulent les récepteurs de la muqueuse intestinale ce qui augmente le péristaltisme,
diminue le temps du transit intestinal ainsi que la résorption d'eau et d'électrolytes.
VII Les Terpénoïdes VII.1 Définition
Les terpènes sont des hydrocarbones naturels, de structure soit cyclique soit à chaîne
ouverte.
La molécule de base est l’isoprène de formule C5H8.
Les terpénoïdes, qu'on appelle parfois isoprénoïdes, forment un ensemble de substances
présentant le squelette des terpènes avec une ou plusieurs fonctions chimiques (alcool,
aldéhyde, cétone, acide, lactone, ect …)
VII.2 Structure chimique
Dans le règne végétal, les tetrpénoïdes sont classés dans la catégorie des métabolites
secondaires (avec les flavonoïdes et les alcaloïdes).
Leur classification est basée sur le nombre de répétitions de l’unité de base isoprène :
hémiterpènes (C5), monoterpènes (C10), sesquiterpènes (C15), diterpènes (C20),
sesterpènes (C25), triterpènes (C30), tetraterpènes (C40) et polyterpène peut atteindre plus
de 100(le caoutchouc).
Figure17 : isoprène
19
Les terpénoïdes peuvent être considérés comme des terpènes modifiés, avec des
groupes méthyles ajoutés ou enlevés, ou des atomes d'oxygène ajoutés).
Tout comme les terpènes, les terpénoïdes peuvent être classés selon leur nombre
d'unités isoprène :
Monoterpénoïdes, 2 unités isoprène,
Sesquiterpénoïdes, 3 unités isoprène,
Diterpénoïdes, 4 unités isoprène,
Sesterterpénoïdes, 5 unités isoprène,
Triterpénoïdes, 6 unités isoprène,
Tetraterpénoïdes, 8 unités isoprène,
Polyterpénoïdes avec un nombre plus important d'unités isoprène
VII.3 Utilisations
Les terpénoïdes constituent le principal odoriférant des végétaux. Cette odeur est due à
la libération des molécules très volatiles contenant 10, 15, 20 atomes de carbones.
Extraites ces molécules sont employées comme condiment (girofle) ou comme parfum
(rose, lavande).
Menthol (Monoterpène)
Vitamine A (Diterpène)
Squalène
Figure 18 : Exemple de triterpène
20
Nombreux d'entre eux possèdent de propriétés antiseptiques, d'où divers emplois dont
l'embaument qui est resté dans le terme balsamique donné aux plantes et aux huiles qui en
sont tirées.
VIII Les Stéroïdes
VIII.1 Définition
Les stéroïdes, abondant dans les végétaux et les animaux, constituent un groupe de lipides
dérivant de triterpénoïdes (lipides à 30 atomes de carbones), majoritairement le squalène.
Ils se caractérisent par un noyau cyclopentanophénanthrénique (stérane) hydrophobe
partiellement ou totalement hydrogéné.
VIII.2 Structure chimique :
On distingue 5 sous classes de stéroïdes :
sous-classe des stérols et dérivés : cholestérol, phytostérol et stérides ;
les stéroïdes : œstrogènes, testostérones, androgènes, progestérones… (hormones
stéroïdiques)
les sécostéroïdes : vitamine D ;
les acides biliaires ;
les stéroïdes conjugués.
Figure19 : Noyau de stérane
21
VIII.3 Utilisations
En médecine le terme de « stéroïde » fait référence aux hormones stéroïdiennes. Dans
un contexte sportif, « stéroïde » est habituellement employé pour désigner les stéroïdes
anabolisants.
Les stéroïdes anabolisants, également connus sous le nom de stéroïdes androgéniques
anabolisants ou SAA, sont une classe d'hormones stéroïdiennes liées à une hormone
naturelle humaine : la testostérone.
Ils augmentent la synthèse des protéines dans les cellules, entraînant une
augmentation de tissus cellulaires (anabolisme), en particulier dans les muscles.
Les stéroïdes anabolisants ont également des propriétés virilisantes notamment le
développement et l'entretien des caractéristiques masculines telles que la croissance des
cordes vocales et la pilosité.
Cholestérol
Testostérone
Figure20 : Exemples de stéroïdes
Progestérone
22
IX Les Coumarines
IX.1 Définition
Les coumarines sont des substances naturelles organiques aromatiques. Plus d’un millier
de coumarines naturelles ont été décrites. Elles sont très largement distribuées dans le
règne végétal comme le céleri, le persil, les agrumes.
IX.2 Structure chimique
Il y a deux types de coumarines : simple et complexe
Coumarine simple : ces usages marquèrent un tournant dans l’histoire des parfums
et arômes de synthèse.
Coumarine complexe
IX.3 Utilisations
La coumarine reste utilisée en phytothérapie, mais à des doses beaucoup plus faibles.
Elle peut être présente dans les aliments et les boissons seulement sous la forme de
préparations aromatisants naturelles.
L'odeur de foin fraîchement coupé de la coumarine est très utilisée en parfumerie. Elle
s'associe bien à la vanilline. Elle est aussi utilisée dans les produits cosmétiques (déodorants,
eaux de toilette, crèmes, shampoings, savons de toilette, dentifrice, etc.).
Pour neutraliser ou masquer les mauvaises odeurs, la coumarine est aussi ajoutée aux
peintures, insecticides, encres, aux aérosols, au caoutchouc ou aux matières plastiques.
Les coumarines ont des propriétés anti-oxydantes.
Figure21 : Coumarine
23
X Les Polysaccharides X.1 Définition
Les polysaccharides (parfois appelés glycanes, polyosides ou polyholosides) sont des
polymères constitué de plusieurs oses liés entre eux par des liaisons O-osidiques.
Les polysaccharides de formule (C6H10O5)n comme l'amidon, la cellulose, l'inuline sont
des substances de réserves exclusivement végétales.
On rencontre l'amidon dans les tubercules (pomme de terre, manioc) et dans les
céréales, la cellulose dans les légumes, les herbes, et l'inuline dans les bulbes (d'ail, d'oignon
etc) et les racines de radis, de dahlia, etc.
On distingue deux catégories de polysaccharides :
les homopolysaccharides (ou homoglycanes) constitués du même monosaccharide :
fructanes, glucanes, galactanes, mannanes ;
les hétéropolysaccharides (ou hétéroglycanes) formés de différents
monosaccharides : hémicelluloses comme le xylane.
Figure23: Xylane
Figure22 : Structure de base d’un
Galactane
24
X.2 Structure chimique
Ce sont des polymères formés d'un certain nombre d'oses (ou monosaccharides) ayant
pour formule générale :
-[Cx(H2O)y)] n- (où y est généralement x - 1)
On peut aussi les classer sous deux autres catégories selon leur fonction biologique :
polysaccharides de réserve : c’est une molécule source d'énergie pour les êtres
vivants principalement le glucose.
polysaccharides structuraux : ces carbohydrates participent à la formation des
structures organiques, comme la cellulose qui participe à la structure des tissus de
soutien chez les végétaux.
Certains polysaccharides entrent dans la composition de la capsule entourant
certaines bactéries.
X.3 Utilisations
Ils constituent la capsule d'une souche d'Escherichia coli uropathogène qui empêchent
la formation de biofilms.
Figure25 : Formule chimique
développée de la cellulose
Figure24 : Chaine linéaire de glucose
25
En présence de ces polysaccharides, des bactéries tel le staphylocoque doré,
deviennent incapables de s'organiser en biofilm. Ils jouent le rôle d'antiadhésif et empêchent
les contacts entre les micro-organismes.
Les polysaccharides constituent une ressource renouvelable pouvant se substituer aux
dérivés pétroliers pour créer des polymères biologiques.
XI Les Saponines
XI.1 Définition
Une saponine est un hétéroside complexe, appartenant aux terpènes cycliques (nom
générique donné aux hydrocarbures saturés cycliques ou acycliques ayant pour motif de
base le terpène) ou aux stéroïdes.
Les saponines ou les saponosides ont reçu leur nom du fait qu’elles produisent une
mousse semblable à celle du savon quand on les agite dans l’eau (lat. sapo = savon).
Les saponines sont très fréquentes dans les végétaux supérieurs, surtout dans les tissus
riches en substance nutritive, comme les racines, les tubercules, les feuilles, les fleurs et les
graines.
On les trouve dans les légumes, comme le soja, les petits pois, les épinards, les tomates,
les pommes de terre, l'ail et le quinoa. On trouve aussi des saponines dans les concombres
de mer, les étoiles de mer, les éponges et le plancton.
XI.2 Structure chimique
Un glycoside de saponine ou simplement saponine est issu de la combinaison chimique
d’un sucre et d’un stéroïde, d’un stéroïde alcaloïde (il s’agit d’un stéroïde comportant une
fonction azotée) ou d’un triterpène. C’est pourquoi on parle aussi de saponine stéroïde, de
saponine alcaloïde stéroïde et de saponine triterpène.
En raison de la multiplicité des structures possibles de glucide et de la grande variabilité
structurale des algycones, ce groupe de corps présente une grande variété structurelle et
par là une grande variabilité dans ses caractères biologiques.
26
XI.3 Utilisations
Les saponines ont des propriétés tensioactives. Leurs solutions moussent et servent de
détergent.
Par ailleurs, les saponines peuvent également faciliter l'absorption des éléments
nutritifs par l'organisme.
Certains des saponosides ont de propriétés antimicrobiennes et antifongiques ainsi que
hémolytiques généralement attribués à leur interaction avec le cholestérol de la membrane
érythrocytaire, ils sont toxiques pour les animaux à sang froid comme les poissons.
XII Les Hétérosides cyanogénetiques
XII.1 Définition
Substance d'origine végétale qui par, hydrolyse, libère de l'acide cyanhydrique (très
toxique). Ils sont très fréquent chez les plantes inférieures (fougères, gymnospermes) et
dans certaines familles de plantes supérieures : rosaceae, fabaceae, poaceae, araceae,
euphorbiaceae, passifloraceae.
XII.2 Structure chimique
Il existe deux types de familles d’hétérosides cyanogénetiques :
Celles qui libèrent par hydrolyse de l'acétone (Graines de lin, haricot de java :
Linamaroside)
Figure26 : Formule chimique de la solanine, une saponine rencontrée chez les Solanacée
27
celles qui libèrent par hydrolyse de l'aldéhyde benzoïque (Prulauraroside dans
le laurier cerise, durrhine du sorgho, amygdaloside des amandes amères,
viscianoside de la vesce...).
XII.3 Utilisations
Beaucoup d’hétérosides sont physiologiquement très actifs. Ils comptent des poisons
redoutables : cardiotoxiques, hétérosides, hétérosides cyanogénétiques.
Au point de vue thérapeutique, on y trouve des substances d’actions très divers : des
cardiotoniques, des purgatifs (hétérosides anthracéniques, gluco-résines des
Concolvulacées, hétérosides des Cucurbitacées), des diurétiques (arbutoside, saponosides,
flavonosides), des astringents (tannosides), des antimicrobiens (hétérosides des
Streptomyces, arbutoside), des antirhumatismaux (salicoside, monotropitoside), des
substances à propriétés vitaminiques P (esculoside, rutoside).
Figure27 : Exemple d’hétéroside de glucose (la salicyline)
28
Chapitre1 MATERIELS
I Matériel végétal
Le matériel a été récolté à Andrainjato FIANARANTSOA, au mois d’Avril 2011.
L’identification a été faite au Parc Botanique et Zoologique Tsimbazaza (PBZT)
ANTANANARIVO.
La plante a été identifiée sous le nom de datura stramonium L. (SOLANACEAE).
I.1 Définition
Le datura stramoine ou stramoine officinal (datura stramonium L.) est une plante
herbacée de la famille des Solanacées (Roblot et al., 1994).
Elle comporte de nombreux noms communs : stramoine, pomme-épineuse, herbes-aux-
taupes, chasse-taupe, herbe du diable, endormeuse, pomme poison, trompette des anges,
herbe Jimson ou trompette de la mort, faisant référence à la forme de la fleur ou à la toxicité
de ses fruits.
I.2 Noms vernaculaires :
Kinananakoho (Betsil.); Ramiary (Mer.); Maimbobe (Sihan.), Kirary (Tuléar).
I.3 Variétés
Datura stramonium var. inermis, fruit inerme, Corse, Essonne
Datura stramonium var. stramonium
Datura stramonium var. tatula (L.) tiges violettes, fleur blanche ou lilas, à cœur
pourpre profond
Photo11 : datura stramonium L. (SOLANACEA)
29
I.4 Description
C'est une plante annuelle de 30 cm à 2 m de haut, à odeur fétide, et à racine pivotante.
Les feuilles sont relativement grandes,
jusqu'à 20 cm, ovales, fortement sinuées,
portant des dents aiguës et à base
asymétrique.
Les fleurs, solitaires, généralement
blanches ou jaunes, de 7 à 12 cm de long à
corolle soudée en tube s'ouvrant en
entonnoir à cinq lobes peu marqués, et à
calice formant tube 5-angulaire vert pâle,
plus court que la corolle et terminé par
cinq petits lobes.
Une variété porte des fleurs violacées.
Photo12 : Feuilles de datura
stramonium
Photo13 : Fleur de datura
stramonium
30
Le fruit de forme ovoïde de la taille
d'une noix, qui mûrit de juillet à octobre,
est dressé, couvert d'épines longues et
robustes mais peut aussi en être
parfaitement dépourvu (var. inermis et
tatula). C'est une capsule septicide
s'ouvrant à maturité par quatre grandes
valves qui découvrent une colonne
placentaire centrale portant les graines.
Les graines réniformes, à surface réticulée, longues de 3 à 4 mm, sont noires et contiennent
un embryon spiralé.
I.5 Position systématique
Le tableau ci-dessous montre la classification selon Cronquist
Tableau2 : Classification selon Cronquist de datura stramonium
Règne Plantes Plantae
Sous-règne plantes vasculaires Tracheobionta
Division plantes à graines Spermatophyta
Classe Plantes à fleur Magnoliopsid (angiospermae)
Sous-classe Dicotylédones Dicotyledonae
Super ordre Astéridés Astéridae
Famille Solanacées Solanaceae
Genre Datura Datura
Espèce Stramonium Stramonium
Photo14 : Fruit de datura
stramonium
31
I.6 Écologie
Certains auteurs ont signalés que l’origine de Datura stramonium est incertaine, mais la
plupart ont convenu que cette plante est originaire de la zone tropicale de l’Amérique
centrale et du sud (Steenkamp et al., 2004).
Elle a colonisé l’Europe à travers l’Espagne, elle s’est propagé ensuite en Afrique du nord
et le long de la méditerranée. Aujourd’hui, on la trouve naturalisée dans toutes les régions
du monde, excepté les régions à climat dur.
Elle est communément trouvée le long des rives, aux bords des chemins et des routes,
dans les décombres, et aime les terres fraîchement retournées où elle est considérée
comme une mauvaise herbe très envahissante.
I.7 Composition
Le datura officinal (D. stramonium) est riche en substances minérales (15-18 %) et en
alcaloïdes tropaniques.
La teneur en alcaloïdes totaux varie entre 0,2 et 0,5 % dont un tiers de scopolamine et
les deux tiers restants de l'hyoscyamine et de l'atropine.
I.8 Utilisations
Il a été utilisé comme plante médicinale pour ses effets antispasmodiques et sédatifs
du système nerveux central, préconisé contre l'asthme et les névralgies.
A Madagascar et en Afrique tropicale, le datura stramonium est traditionnellement
utilisé pour traiter l'asthme, la toux, la tuberculose et la bronchite.
Les feuilles, les fleurs séchées sont fumées sous forme de cigarettes.
Ces cigarettes anti-asthme se sont avérées très efficaces dans certains cas, mais dans
d’autres elles n’ont eu que peu, voire aucun effet.
Des cigarettes fabriquées avec les feuilles sont également utilisées pour traiter la
maladie de Parkinson.
32
Usage également répandu, la sédation de patients atteints de troubles mentaux, grâce à
diverses préparations à base de différentes parties de la plante.
En Afrique, au nombre des autres usages traditionnels des feuilles figurent le
traitement des hémorroïdes, des furoncles, des écorchures, des maladies de peau, des
rhumatismes, des maux de tête, des maux de dents, du choléra, des parasites comme la
teigne et le ver de Guinée, et l’emploi comme abortif et anesthésiant.
Au Sénégal, en Guinée, au Ghana et au Nigeria, les feuilles broyées sont appliquées en
cataplasme sur les œdèmes inflammatoires et les articulations rhumatisantes.
Au Ghana, la décoction de feuilles s’emploie en collyre pour soigner la conjonctivite et
d’autres problèmes oculaires.
Au Nigeria, les feuilles séchées sont mélangées à du sel et du poivre et brûlées pour
traiter l’asthme.
En Ethiopie, l’huile des graines sert à masser les parties douloureuses du corps.
Les usages du datura stramonium sont récapitulés dans le tableau suivant :
Tableau3 : Récapitulation de l’usage du datura stramonium
Maladies Partie de la plante
Utilisations
Asthme, toux, tuberculose, bronchite, maladie de Parkinson
Feuilles fumées sous forme de cigarettes
hémorroïdes, maladies de la peau, rhumatismes, maux de tête, maux de dents,
œdèmes inflammatoires
Feuilles broyées et appliquées en
cataplasme
conjonctivite Feuilles La décoction s’emploie en collyre
Douleurs du corps Graines L’huile sert à masser ces parties
33
I.9 L’étiologie de l’intoxication par datura stramonium L.
Les intoxications par le Datura stramonium se déroulent généralement en période
estivale et au début de l’automne, sa facilité d’accès et ses propriétés anticholinergiques en
font un toxique pour les adolescents (à la recherche de sensation) ou les toxicomanes.
L’étiologie de l’intoxication par la stramoine est variée, elle peut être accidentelle ou
volontaire.
Intoxication accidentelle
Les intoxications accidentelles concernent les enfants. Les enfants sont attirés par les
grandes fleurs et s'empoisonnent en suçant le nectar à la base de celles-ci, ou en mangeant
les graines.
Des cas d’intoxications signalés dus à une contamination de farine par des graines, à du
miel des abeilles butinant des daturas, et à une confusion de la racine avec du raifort. Des
cas de confusion des feuilles avec des légumes sauvages ont été rapportés.
Les intoxications des animaux par cette plante sont beaucoup moins fréquentes, en
raison de la forte odeur de la plante et le goût désagréable. Elles surviennent surtout
pendant la saison sèche, quand les animaux sous alimentés recherchent un fourrage vert ou
consommant du foin ou d’ensilage contaminé par la plante de Datura.
Intoxication volontaire
Toutes les parties de la plante peuvent être utilisées, et son ingestion entraîne
l'apparition d'un syndrome anticholinergique.
L’intoxication touche l’adolescent ou l’adulte jeune avec une nette prédominance
masculine (Desachy et al., 1996).
Ce sont très souvent les graines qui sont ingérées (Bruneton, 2001). Les graines du
datura sont consommées directement, ou préparées; la plus commune de ces préparation
est l’infusion des graines seules ou avec d’autres parties de la plantes tel que les feuilles, les
autres parties de la plante (feuilles, tiges, racines et fleures) peuvent être mâchées ou
ingérées par des toxicomanes. Le papier de cigarettes peut être imbibé d’une décoction de
feuilles.
34
Dose toxique de datura stramonium
Dose toxique chez l’enfant : 2 á 5g de feuilles
Dose létale chez l’adulte : 10 á 12g de feuilles
Symptômes observées
Le délai d’apparition des symptômes varie en fonction du type d’intoxication, de 15
minutes (infusion) à 6 heures (ingestion de graines).
L'intoxication se traduit par un syndrome anticholinergique à symptomatologie
essentiellement neuropsychique avec excitation psychomotrice, propos incohérents,
hallucinations visuelles, angoisse, désorientation, agressivité.
La présence d'une mydriase bilatérale est constante, alors que les autres signes
anticholinergiques sont inconstants : sécheresse buccale, tachycardie, hyperthermie,
rétention urinaire, vomissements. Dans les cas graves, on peut observer : convulsions,
détresse respiratoire et coma (Lapostolle et flesch, 2005).
Traitement de l’intoxication
Le traitement est avant tout symptomatique et comporte une surveillance clinique et
l’administration de benzodiazépines (Lapostolle et flesch, 2005), et de la décontamination
gastro-intestinale avec du charbon activé.
La rétention urinaire nécessite la pose d’une sonde. Dans les intoxications sévères certains
auteurs ont préconisé l’administration de physostigmine (Lapostolle et flesch, 2005).
35
II Matériels laboratoire Les verreries utilisées lors de nos expériences sont représentées ci-dessous.
Erlenmeyer Ballon Bécher
Tube à essai Entonnoir Ampoule à décanter
Photo15 : Exemple de verreries utilisées lors de nos
expériences
Eprouvette graduée Burette
Filtre à Büchner
36
Chapitre2 METHODES
L’étude chimique d’une plante consiste à :
Réaliser le test préliminaire ou screening phytochimique sur des extraits. Cette
opération permet de connaitre les familles chimiques qui y sont présentes.
Vérifier les constituants trouvés lors du screening par la chromatographie.
Identifier leurs constituants et trouver une corrélation entre la structure de ces
derniers et l’usage de la plante.
I Screening phytochimique
Pour identifier les différentes substances chimiques présentes dans la plante, un
screening phytochimique est fait. La colorimétrie et la gravimétrie ont été les deux
principales voies d'identification de ces groupes de substances en solution.
Il s'agit principalement des alcaloïdes, des flavonoïdes, des hétérosides
cyanogénétiques, des quinones, des saponines, des stéroïdes, des tanins et des terpénoïdes.
Les tests chimiques de colorations ou de précipitations sont effectués sur des extraits
hydroalcooliques (Méthode de FONG H. et al.), ou sur des extraits bruts.
Pour notre travail, le screening s'est effectué uniquement sur les feuilles.
I.1 Préparation de l’extrait hydroalcoolique
On place 25g de plantes séchées, broyées dans un ballon rodé de 250ml. On additionne
100ml d’éthanol à 80%.
On adapte un réfrigérant à boule et on porte le ballon dans un bain-marie bouillant
pendant 30mn.
Après on laisse le contenu du ballon se refroidir sous courant d’eau et on filtre sur
Büchner.
Il faut laver le ballon avec un volume nécessaire d’éthanol 80% pour avoir toutes les
solutions alcooliques.
37
Une solution éthanolique de 140ml est obtenue ; c’est ce qui nous servira à la
réalisation des divers tests phytochimiques.
I.2 Screening des Alcaloïdes
Tous les alcaloïdes présentent des propriétés alcalines plus ou moins marquées et
forment des sels avec les acides (sulfates, chlorhydrates…). Ils peuvent aussi précipiter les
hydrates de métaux lourds tels que le bismuth, le mercure, le tungstène, l'iode, leur
permettant ainsi d'adopter une structure d'ammonium quaternaire :
Les alcaloïdes peuvent être caractérisés par les réactifs généraux suivants :
réactif au mercuri-iodure de potassium (Valser Mayer): précipité blanc jaunâtre
réactif à l'iodobismuthite de potassium (Dragendorff): précipité orange
réactif à l'iodo-ioduré (Wagner): précipité rouge orangé
Le screening des alcaloïdes est effectué en 3 étapes :
- Macération
- Test préliminaire
- Test de confirmation
Figure28 : Réaction de Valser Mayer
38
I.2.1 Macération chlorhydrique
Environ 2,5g de poudre de plante sèche sont macérées dans l’acide chlorhydrique 12%
pendant 15mn puis filtrée sur coton.
Il faut ajouter un peu de solution acide si nécessaire pour avoir une solution limpide et
claire.
Le filtrat est divisé dans 4 tubes à essais.
Tests :
Tube n°1 : témoin
Tube n°2 : + 5 gouttes de Réactif de Wagner
Tube n°3 : + 5 gouttes de Réactif de Mayer
Tube n°4 : + 5 gouttes de Réactif de Dragendorff
Résultat attendu :
L’apparition de précipité indique que le test est positif.
I.2.2 Test préliminaire
A partir de la solution hydroalcoolique précédemment préparée.
On prend un volume équivalent à 13g de plante dans un cristallisoir.
Et on laisse évaporer l’alcool jusqu’à obtention d’un résidu de consistance sirupeuse.
Puis on ajoute 5ml de solution HCl 2N.
Le mélange est porté au bain marie bouillant, sous agitation, pendant cinq minutes.
La solution acide est ensuite refroidie jusqu’à température ambiante.
On additionne 0,25g de NaCl, après on agite et filtre le mélange.
Le précipité est lavé avec un volume suffisant de HCl 2N.
Ainsi, le filtrat obtenu est divisé en quatre et testé par les réactifs généraux des alcaloïdes.
Résultat attendu :
L’apparition d’un précipité dans chaque tube marque la présence d’alcaloïde.
39
I.2.3 Test de confirmation
Si le test préliminaire s’avère positif, on procède au test de confirmation selon le
protocole expérimental suivant :
(1) Prendre l’équivalent de 2,5g de plantes.
(2) Evaporer l’alcool jusqu’à obtention d’un résidu de consistance sirupeuse.
(3) Ajouter 5ml de solution HCl 2N et agiter à l’aide d’une baguette de verre tout en
chauffant dans un bain marie bouillant pendant 3 à 5 mn.
(4) Refroidir la solution acide jusqu’à température ambiante.
(5) Additionner 0,25 g de NaCl. Agiter et filtrer. Laver le précipiter avec un volume
suffisant de HCl 2N.
(6) Alcaliniser la solution acide avec une solution de NH4OH à 50% jusqu’ pH = 9 ; les
alcaloïdes repassent sous sa forme libres.
(7) Extraire 3 fois au chloroforme.
(8) Laver à l’eau les solutions chloroformiques regroupées.
(9) Sécher sur Na2SO4 anhydre.
(10) Filtrer. Evaporer à sec.
(11) On obtient ainsi l’extrait brut d’alcaloïdes totaux (AT).
Le résidu obtenu est repris avec une solution acide HCl 2N que l’on teste avec les trois
réactifs généraux.
Test des ammoniums quaternaires et des N-Oxydes
On prend un certain volume de la phase aqueuse alcaline précédente. Elle sera acidifiée
par HCl 2N puis filtrée pour avoir une solution limpide.
La solution ainsi obtenue est testée avec les réactifs généraux.
Résultat attendu :
Apparition de précipitation ou trouble.
40
I.3 Screening des Flavonoïdes et des Leucoanthocyanes
I.3.1 Test de Wilstater ou à la cyanidine
Les composés flavoniques sont réduits en présence d'un acide concentré et de
magnésium. Après élimination d'une molécule d'eau, le produit de réduction conduit à des
anthocyanidines de couleur rouge.
O
O
OH
HO
OH
OH
O
OH
HCl / Mg
OH
HO
OH OH
O
OH
OH
HO
OH O+
H H
- H2O
O
OH
HO
OH
OH
+
HCl (H+)
I.3.2 Test de Bath-Smith
Les leucoanthocyanes ou proanthocyanidols monomères qui sont des dérivés des
flavan-3,4-diols se transforment en anthocyanidols correspondants par traitement acide.
Figure29 : Mécanisme de la réaction de Wilstater
41
HCl /
OHO
OH OH
OH
OH
OHO
OH
OH
OH
OHO
OH
OH
OH
O
HH
H
+
OHO
OH
OH
OH
OHO
OH
OH
OH
OHO
OH
OH
O
H H
+
- H+
Mode opératoire :
Evaporer la solution hydroalcoolique équivalente à 1,5 g de plantes dans un cristallisoir
au bain-marie.
On élimine les pigments à l’éther de pétrole après refroidissement.
On dissout le résidu avec 30ml d’éthanol 80% puis on filtre.
Répartir le filtrat dans 5 tubes à essais.
Tube n°1 Témoin
Test de Wilstater
Tube n°2 Additionner 0,5 ml de HCl concentré et quelques tournures de Mg
Résultat attendu :
Si après 10 mn la coloration est :
Rouge : présence de flavones
Rouge à pourpre : présence de flavonols
Rouge violacée : présence de flavanones et flavanols
Figure30: Mécanisme de la réaction de Bath-Smith
42
Test de Wilstater modifié
Tube n°3 Additionner 0,5 ml de HCl concentré et quelques tournures de Mg
Et après dissolution de Mg, ajouter 1ml d’eau et 1 ml d’alcool isoamylique.
Il se forme deux phases.
Résultat attendu :
Après 10 mn, si la coloration de la phase supérieure est :
Rouge : présence de flavone
Pourpre : présence de flavonols
(Pourpre = rouge foncé tirant sur le violet)
Test de Bath-Smith
Tube n°4 Additionner 0,5ml de HCl concentré
Chauffer pendant 30mn au bain-marie
Laisser refroidir
Résultat attendu :
Si la coloration est rouge violacée : présence de leucoanthocyanes
Tube n°5 Additionner 0,5ml de HCl concentré à froid
Résultat attendu :
Si la coloration est rouge : présence d’anthocyanes
I.4 Screening des Tanins et des Polyphénols
Le chlorure ferrique (FeCl3) en solution diluée forme avec les phénols des colorations
variant du bleu au violet qui sont dues à la formation de complexes d'oxydation.
Mode opératoire :
Evaporer la solution équivalente à 2,5g de plantes dans un cristallisoir, ajoute 7,5ml
d’ED.
Après évaporation au bain marie et agitation, on additionne 1g de NaCl et 100ml d’ED.
On filtre le mélange.
43
Repartir le filtrat dans 4 tubes à essai
Tube n°1 Témoin
Tube n°2 + 5 gouttes de gélatine à 1%
Résultat attendu
Si on observe un précipité : présence de polyphénols
Tube n°3 + 5 gouttes de gélatine salée
Résultat attendu
Si on observe un précipité : présence de tanins
Tube n°4 + 5 gouttes de FeCl3 10% dans le MeOH
Résultat attendu
Si la coloration est :
Bleu-vert : présence de tanins condensés (catéchiques ou flavan-3ols
condensés et leucoanthocyanes flavan-3,4-diols
Noir bleuâtre : présence de tanins hydrolysables (galliques ou ellagiques)
Incolore : absence de tanins
Remarque :
La réaction négative à la gélatine salée accompagnée d’une coloration verte ou bleu noir
avec FeCl3 signifie qu’on est en présence d’autres types de composés phénoliques.
I.5 Screening des Quinones
Une solution alcoolique équivalente à 2,5g de plantes est évaporée à sec, dans un
cristallisoir, au bain marie.
Dissoudre le résidu dans 7,5ml d’ED puis filtrer.
Le filtrat est ensuite placé dans une petite ampoule à décanter puis extraire au
benzène.
On verse 2,5ml de NH4OH à 50% dans le mélange et on agite.
44
Résultat attendu
On observe le changement de la coloration de la phase alcaline (phase inférieure)
Si la coloration est rouge violacée : présence de quinone
I.6 Screening des Stéroïdes et des Terpénoïdes
Les stéroïdes diffèrent des triterpènes par des tests de coloration et de fluorescence.
I.6.1 Test de Salkowski :
Dans ce test on met en évidence les stérols insaturés par une réaction qui provoque
l'apparition de coloration rouge: l'addition d'acide sulfurique concentrée entraîne
l'élimination d'une molécule d'eau et conduit à la formation d'insaturation supplémentai re.
H
H
HO
H
H
O
HH
+
H
H
H
H+
- H3O+
Figure31 : Exemple de réaction de Salkowski
45
I.6.2 Test de Liebermann-Burschard
Le groupement OH en 3 est protégé par addition d'anhydride acétique. Cette réaction est
suivie soit d'une isomérisation soit d'une transposition moléculaire, ce qui provoque le
changement de coloration.
une coloration bleu-vert indique la présence de stéroïdes
une coloration rouge violet à rose dénote la présence de triterpènes
I.6.3 Test de Badjet-Ked
L'addition d'acide picrique entraîne l'ouverture du cycle lactonique insaturé puis
formation de complexe entre l'hydrocarbure et l'acide picrique.
L'apparition d'une coloration orange est due aux stéroïdes lactoniques
Mode opératoire :
Evaporer complètement la solution hydroalcoolique équivalente à 2,5g de plante dans
un cristallisoir au bain marie.
Eliminer les pigments à l’éther de pétrole après refroidissement
Répéter l’opération jusqu’à élimination des pigments
Additionner 5ml de chloroforme et agiter pendant 10mn.
Filtrer et répartir le filtrat dans 6 tubes à essais après décantation et séchage avec
Na2SO4 anhydre.
Tuben°1 Témoin
Tube n°2 + 3 gouttes de solution saturée d’antimoine
Résultat attendu
S’il y a apparition d’une fluorescence
Bleue : présence de tripterpène
Jaune : présence de stéroïdes
46
Test de Liebermann Burchard
Tube n°3 Additionner 3 à 4 gouttes d’anhydride acétique
3 à 4 gouttes de H2SO4 concentré
Résultat attendu
Si la coloration est :
Pourpre : présence de tripterpénoïdes
Violet ou bleu vert : présence de stéroïdes
Test de Salkowski
Tube n°4 Incliner le tube à 45°
Ajouter 1ml de H2SO4 concentré
Résultat attendu
Si l’anneau est rouge : présence de stérols insaturés
Test de Badjet Kedde
Tube n° 5 Additionner quelques grains d’acide picrique
Résultat attendu
Si la coloration est rouge : présence de stéroïdes lactoniques
Test de Keller - Killiani
Tube n°6 Additionner quelques gouttes de FeCl3 10%
Quelques gouttes d’acide acétique glacial
Incliner le tube à 45°
Résultat attendu
Si l’anneau de séparation est rouge pourpre : présence desoxy-2-sucre
I.7 Screening des Saponines
Mode opératoire
Mettre 1g de poudre dans un tube à essai
Additionner 10ml d’eau distillée et agiter vigoureusement pendant 30 s.
Placer le tube verticalement pendant 30mn.
47
Résultat attendu
Si la hauteur de la mousse est supérieure ou égale à 3 cm la plante contient des
saponines.
Noter l’abaissement de la hauteur de la mousse.
I.8 Screening des Polysaccharides
Mode opératoire
Avec 5g de poudre, préparer un décocté.
Filtrer
Prendre 1ml, ajouter 3ml d’EtOH
Résultat attendu
La formation de précipité indique la présence de polysaccharides .
I.9 Screening des coumarines
Mode opératoire
Préparer un papier imbibé de NH4OH.
Plonger dans une cuve chromatographique préalablement saturée par ce solvant.
Un dépôt de l’extrait hydroalcoolique est fait sur ce papier.
Examiner ensuite sous lumière UV de longueur d’onde λ = 365nm
Résultat attendu
L’apparition de fluorescence jaune autour du dépôt signifie la présence des coumarines
dans la plante.
I.10 Screening des hétérosides cyanogénétiques
Mode opératoire
Humecter dans un erlen 1,5g de poudre végétale avec une quantité suffisante d'eau.
Ajouter 0,5ml de chloroforme.
48
Tremper une bande de papier filtre Whatman n°1 dans une solution fraîchement
préparée de picrate de sodium (2,5g de Na2CO3 ; 0,25g d'acide picrique et 50ml d'eau
distillée) puis égoutter.
Introduire un morceau de la bande de papier ainsi préparée dans l'erlen juste au-dessus
de la drogue et plier sur le bord du récipient.
Fermer l'erlen et laisser à la température ambiante pendant trois heures.
Résultat attendu
Les hétérosides cyanogénétiques provoquent un virage de la couleur de ce dernier du jaune au rouge.
II Extraction
Les méthodes d’extraction sont parmi les plus utilisées en analyse immédiate. Elles
permettent de réaliser le transfert d’un soluté initialement contenu dans une phase, solide
ou liquide, vers un solvant non miscible au premier milieu. Un certain nombre de méthodes
sont citées ci-dessous.
II.1Extraction par macération
La poudre de la plante est macérée dans un récipient contenant le solvant, bien fermé.
Dans ce cas, l’extraction demande beaucoup de temps.
II.2 Extraction liquide-liquide
L'extraction liquide-liquide est une mise en œuvre de l'extraction par transfert entre
deux phases liquides non ou partiellement miscibles.
Soit un composé, appelé soluté, dissout dans un liquide, l'éluant, l'ensemble formant un
brut, et un tiers produit le solvant.
Le solvant dissout le soluté mais non l'éluant, avec ce dernier il forme deux phases
liquides non miscibles (comme l'huile et l'eau).
49
En mélangeant au brut du solvant, on obtient un système instable qui se sépare en deux
phases, dans lesquelles le soluté se répartit en fonction de son affinité propre pour l'une ou
pour l'autre. (Phénomène du PARTAGE).
Après équilibration de l'ensemble, on peut, par une décantation, séparer les deux
phases : l'extrait (riche en solvant) et le raffinat (riche en éluant).
Si le solvant a judicieusement été choisi, on peut le séparer facilement du soluté, et
obtenir ce dernier pur.
Généralement il reste dans le raffinat une quantité notable de soluté, c'es t pourquoi on
recommence plusieurs fois l'opération. Ces procédés nécessitent l’utilisation d’une ampoule
à décanter.
Photo16 : Utilisation d’une ampoule à décanter
50
II.3 Extraction à chaud
Le chauffage est souvent utilisé pour
l’extraction. Il est alors indispensable
d’utiliser un réfrigérant pour éviter la
perte du solvant. Il permet la condensation
des vapeurs émises par le milieu
réactionnel qui retombent ainsi goutte à
goutte dans le ballon auquel est adopté le
réfrigérant.
Nous avons utilisé le réfrigérant à boule
pour le chauffage à reflux est utilisé
verticalement.
II.4 Evaporation
Un évaporateur rotatif est un appareil de laboratoire utilisé généralement en chimie
organique pour évaporer rapidement des solvants après avoir été utilisés dans une
extraction ou dans un milieu réactionnel.
Le plus souvent, l'évaporation du solvant est menée sous pression réduite (afin
d'accélérer l'étape) que l'on obtient au moyen d'une trompe à eau ou d'une pompe à vide.
L'évaporateur rotatif est souvent appelé, par abus de langage, Rotavapor ou "Büchi"
(noms de deux marques très courantes).
Photo17 : Utilisation du chauffage à reflux
51
Il est composé de plusieurs parties :
un réfrigérant en spirale, équipé d'une prise
de vide et d'un robinet pour casser le vide,
un ballon de recette pour le distillat, situé
dans la partie basse du réfrigérant,
un moteur, qui assure la rotation du ballon
évaporateur (en forme de poire), par
l'intermédiaire d'un tube rotatif d'admission
des vapeurs. Le ballon évaporateur contient la
solution dont on doit chasser le/les solvant(s),
un bain marie, chargé de chauffer le ballon
évaporateur (car l'évaporation est un
processus endothermique).
III Chromatographie
III.1 Définition
La chromatographie est une méthode physique de séparation basée sur les différences
d'affinités des substances à analyser à l'égard de deux phases, l'une stationnaire ou fixe,
l'autre mobile.
On peut classer les méthodes chromatographiques d'après la nature des phases utilisées ou celle des phénomènes mis en œuvre dans la séparation.
Phase fixe: peut-être solide ou liquide.
Les solides, silice ou alumine traitées, permettent la séparation des composants des
mélanges grâce à leurs propriétés adsorbants.
Phase mobile est :
soit un gaz (ex: chromatographie en phase gazeuse): la phase mobile est appelée
gaz vecteur ou gaz porteur.
soit un liquide (ex: chromatographie sur papier, couche mince ou colonne): la
phase mobile est appelée éluant.
Photo18 : Utilisation du Rotavapor
52
Les quatre types de chromatographie les plus utilisés :
chromatographie sur couche mince (CCM)
chromatographie sur papier (CP)
chromatographie sur colonne (CC)
chromatographie en phase gazeuse (CPG)
III.2 Chromatographie sur couche mince (CCM)
III.2.1 Définition et appareillage
La chromatographie sur couche mince, ou sur plaque (CCM), est effectuée surtout en
vue d’une analyse d’un mélange.
La phase stationnaire solide est fixée sur une plaque, et la phase mobile liquide,
nommée éluant, est un solvant ou un mélange de solvants.
On dépose sur la phase fixe une petite quantité du mélange à séparer et on met cette
phase au contact de la phase mobile.
La phase mobile migre de bas en haut, par capillarité, le long de la phase fixe en
entraînant les constituants du mélange. C’est le phénomène d’élution, qui permet la
séparation des constituants du mélange à analyser.
Les principaux éléments d'une séparation chromatographique sur couche mince sont:
la cuve chromatographique : un récipient habituellement en verre, de forme
variable, fermé par un couvercle étanche.
la phase stationnaire : une couche d'environ 0,25 mm de gel de silice (ou l'alumine,
le kieselguhr et la cellulose)
l'échantillon : environ un microlitre (µl) de solution diluée du mélange à analyser,
déposé en un point repère situé au-dessus de la surface de l'éluant.
l'éluant : un solvant pur ou un mélange : il migre lentement le long de la plaque en
entraînant les composants de l'échantillon.
53
III.2.2 Principe de la technique
Lorsque la plaque sur laquelle on a déposé l'échantillon est placée dans la cuve, l'éluant
monte à travers la phase stationnaire, essentiellement par capillarité.
En outre, chaque composant de l'échantillon se déplace à sa propre vitesse derrière le
front du solvant. Cette vitesse dépend d'une part, des forces électrostatiques retenant le
composant sur la plaque stationnaire et, d'autre part, de sa solubilité dans la phase mobile.
Les composés se déplacent donc alternativement de la phase stationnaire à la phase
mobile, l'action de rétention de la phase stationnaire étant principalement contrôlée par des
phénomènes d'adsorption. Généralement, en chromatographie sur couche mince, les
substances de faible polarité migrent plus rapidement que les composants polaires.
Chaque constituant migre d’une certaine hauteur, caractéristique de la substance, que
l’on appelle rapport frontal, Rf (ou rétention frontale,coefficient de migration), le rapport
suivant :
La figure ci-dessous montre comment calculer le Rf dans le cas d'une chromatographie
liquide-liquide ascendante :
Figure32 : Calcul de Rf
54
Le rapport frontal est donc égal à :
(Rf < 1)
Un soluté très soluble dans la phase fixe aura un R f faible ; très soluble dans la phase mobile, son Rf sera élevé et proche de 1.
III.3 Chromatographie sur papier
La technique ressemble à celle de la CCM mais le principe repose sur des phénomènes
de partage. La phase mobile est le plus souvent un solvant organique et l'eau; la phase
stationnaire est constituée par l'eau elle-même adsorbée sur la cellulose du papier ou liée
chimiquement à elle.
Comme en chromatographie sur couche mince, l'échantillon, mis en solution, est déposé
en un point repère du papier et le solvant, qui se déplace par capillarité, fait migrer les
composants de l'échantillon à des vitesses variables selon leur solubilité.
Généralement, les composés les plus solubles dans l'eau ou ceux qui forment facilement
des associations par liaisons hydrogène sont fortement retenus par la phase stationnaire et
migrent donc lentement.
On peut utiliser du papier filtre ordinaire, mais il est préférable de se procurer du papier
conçu pour cet usage, ayant un faible taux d'impuretés et dont les caractéristiques sont
uniformes. On utilise le plus souvent le papier Whatman n°3.
La description de l'analyse par chromatographie sur papier est identique à celle sur
couche mince. Mais on ne doit pas effectuer la révélation avec des agents corrosifs
attaquant le papier, on utilise la radiation UV.
III.4 Chromatographie sur colonne
Alors que les autres méthodes chromatographiques sont habituellement employées
pour l'analyse et la séparation de très faibles quantités de produits, la chromatographie sur
colonne peut être une méthode préparatrice ; elle permet en effet la séparation des
constituants d'un mélange et leur isolement, à partir d'échantillons dont la masse peut
atteindre plusieurs grammes.
55
Elle présente cependant plusieurs inconvénients:
de grandes quantités de solvant sont nécessaires à l'élution
la durée de l'élution est généralement très grande
la détection des composés exige une attention constante.
Elle est adaptée à la purification de faibles quantités de produit, lorsque les conditions
opératoires sont au point. Cependant, la méthode étant très empirique, sa mise au point
nécessite souvent de nombreux essais.
III.5 Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
Le principe de la séparation par C.P.G. consiste à partager l'échantillon à analyser entre
deux phases. L'une de ces phases est un liquide stationnaire uniformément réparti sous
forme d'une pellicule mince sur un solide inerte de grande surface spécifique, tandis que
l'autre phase est un gaz mobile qui s'écoule à travers l'ensemble stationnaire.
56
I Résultats des Screening
I.1 Barèmes utilisés
Les barèmes utilisés pour l’appréciation des résultats durant les tests colorimétriques et
de précipitation sont inscrits dans le tableau ci-dessous :
Tableau4 : Barèmes utilisés pour l’appréciation
Notation Précipitation Coloration Indice de mousse
_ Négatif Pas de changement 0 à 2 cm
+ Faible Faible 2 à 4 cm
++ Abondante Franche 4 à 5cm
+++ Forte Intense Supérieur à 5cm
Les résultats des criblages sont rassemblés dans des tableaux suivis de discussion.
I.2 Criblage des alcaloïdes
I.2.1 Résultats du test des alcaloïdes
Tableau5: Résultats du test par macération chlorhydrique
Test Réactifs Résultat
attendu Observations Résultats
Macération chlorhydrique
et test préliminaire
Wagner Précipité rouge orangé
Précipité rouge orangé
++
Mayer Précipité blanc jaunâtre
Précipité blanc jaunâtre
+++
Dragendorff Précipité orange
Précipité orange +++
I.2.2 Discussion sur les résultats du test des alcaloïdes
Tous les réactifs utilisés ont donné des résultats positifs, les précipités obtenus étaient
très intenses. D’après la littérature les feuilles du Datura stramonium contiennent des
alcaloïdes, ce qui est prouvé par ces tests.
57
I.3 Criblages des flavonoïdes
I.3.1 Résultats du test des flavonoïdes
Tableau6 : Résultats du test de Wilstater
Test Réactifs Résultats attendus
Observations Résultats
Wilstater HCl concentré
Tournure de Mg
Coloration rouge Absence de coloration
rouge
_
Wilstater
modifié
HCl concentré Tournure de Mg
Eau iodée Alcool
isoamylique
Coloration rouge Absence de coloration rouge
_
I.3.2 Discussion sur les résultats du test des flavonoïdes :
Aucun des réactifs utilisés n’a donné de résultat positif, alors on a conclu qu’il y a de
forte chance que la plante ne contienne pas de flavonoïdes.
I.4 Criblages des leucoanthocyanes et anthocyanes
I.4.1 Résultats du test des leucoanthocyanes et anthocyanes
Tableau7: Résultats du test leucoanthocyanes et anthocyanes
Test Réactifs Résultats attendus Observations Résultats Bath-Smith HCl concentré à
chaud
Coloration rouge
violacé
Coloration rouge
violacé
+
Bath-Smith HCl à froid Coloration rouge Coloration rouge +
I.4.2 Discussion sur les résultats du test des leucoanthocyanes et anthocyanes
Le test effectué avec l’acide chlorhydrique concentré, chauffé pendant 30mn et à froid a
donné une coloration rouge violacée assez nette.
On peut dire qu’il existe d’anthocyane et des leucoanthocyanes dans la plante.
58
I.5 Criblages des tanins et des polyphénols
I.5.1 Résultats du test des tanins et des polyphénols
Tableau8: Résultats du test des tanins et des polyphénols
Test Réactifs Résultats attendus
Observations Résultats
Tanins Gélatine
salée
Précipité Pas de précipité,
coloration verte
_
Tanins condensés FeCl3 10% MeOH
Coloration bleue-verte
Absence de coloration bleue-verte
_
Tanins hydrolysables
FeCl3 10% MeOH
Coloration noire bleuâtre
Absence de coloration noire bleuâtre
_
Polyphénols Gélatine
1%
Précipité Pas de précipité _
I.5.2 Discussion sur les résultats du test des tanins et des polyphénols :
La réaction négative à la gélatine salée accompagnée d’une coloration verte signifie
qu’on est en présence d’autres types de composés phénoliques.
I.6 Criblages des Quinones I.6.1 Résultats du test des Quinones
Tableau 9 : Résultats du test des Quinones
Test Réactifs Résultats attendus Observations Résultats
Quinone Benzène
NH4OH 50%
Phase inférieur colorée en
rouge
Absence de coloration
rouge
_
I.6.2 Discussion sur les résultats du test des Quinones :
L’absence de la coloration rouge dans la phase inférieure montre que les feuilles du
Datura stramonium sont dépourvues de quinones.
59
I.7 Criblages des Stéroïdes et Terpenoïde
I.7.1 Résultats du test des des Stéroïdes et Terpenoïdes
Tableau10: Résultats du test des Stéroïdes et Terpenoïdes
Test Réactifs Résultats attendus Observations Résultats
Stéroïde Solution saturée d’antimoine
Fluorescence jaune à UV=365nm
Fluorescence jaune à UV=365nm
++
Liebermann Burchard
Anhydre acétique + H2SO4
concentré
Coloration pourpre, violet ou bleu vert
Absence de coloration pourpre, violet ou bleu
vert
_
Salkowski H2SO4 concentré Anneau de séparation rouge
Pas d’anneau de séparation rouge
_
Badjet
Kedde
Grain d’acide
picrique
Coloration rouge Absence de coloration
rouge
_
Keller-Killiani
FeCl3 10% + Acide acétique
glacial
Anneau de séparation rouge
pourpre
Anneau de séparation rouge
pourpre
++
I.7.2 Discussion sur les résultats du test des Stéroïdes et Terpenoïdes
Comme l’anneau de séparation dans le test de Keller-Killiani est rouge pourpre ceci
marque la présence de desoxy-2-sucre.
Par ailleurs, la fluorescence jaune montre l’existence de stéroïdes dans la plante.
I.8 Criblages des Saponines I.8.1 Résultats du test des saponines
Tableau 11 : Résultats du test des Saponines
Test Réactifs Résultats attendus Observations Résultats
Saponine Eau distillé Hauteur de la mousse H = 3cm à t = 0s
Hauteur de la mousse H = 3cm à t =30mn
+++
I.8.2 Discussion sur les résultats du test des Saponines
La hauteur de la mousse H = 3cm indique la présence de saponines dans les feuilles du
Datura stramonium.
60
I.9 Criblage des Polysaccharides
I.9.1 Résultat du test des Polysaccharides
Tableau 12 : Résultat du test des Polysaccharides
Test Réactifs Résultats attendus Observations Résultats
Polysaccharides Décoction Ethanol
Précipité Précipité ++
I.9.2 Discussion sur le résultat du test des Polysaccharides
Le résultat montre l’existence des polysaccharides dans les feuilles de la plante.
I.10 Criblage des Coumarines I.10.1 Résultat du test des Coumarines
Tableau 13: Résultat du test des Coumarines
Test Réactifs Résultats attendus Observations Résultats
Coumarines NH4OH Fluorescence jaune à UV=365nm
Fluorescence jaune à UV=365nm
+++
I.10.2 Discussion sur le résultat du test des Coumarines :
La présence d’une fluorescence jaune marque l’existence des coumarines dans les
feuilles du Datura stramonium.
I.11 Criblages des Hétérosides cyanogénétiques
I.11.1 Résultats du test des Hétérosides cyanogénétiques
Tableau 14 : Résultats du test des Hétérosides cyanogénétiques
Test Réactifs Résultats attendus Observations Résultats
Grignard Picrate de sodium Coloration rouge Pas de coloration rouge - I.11.2 Discussion sur les résultats du test des Hétérosides cyanogénétiques
L’absence de la coloration rouge lors du test de Grignard indique que les feuilles du
Datura stramonium sont dépourvues.
61
II Récapitulation des résultats du screening phytochimique
Les résultats du screening phytochimique sont récapitulés dans le tableau suivant :
Tableau 15: Récapitulation des résultats du screening phytochimique
Famille chimique Résultats obtenus
Alcaloïdes +++ Flavonoïdes Flavones -
Flavonols -
Leucoanthocyanes +
Anthocyanes + Tanins Tanins hydrolysables -
Tanins non hydrolysables - Polyphénols +
Quinones - Triterpènes -
Stéroïdes Stéroïdes insaturés +
Stéroïdes lactoniques - Desoxy-2-sucre ++
Saponines + Hétérosides cyanogénétiques -
Polysaccharides ++ Coumarines ++
II.1 Conclusion sur le screening
Il apparaît que le Datura stramonium contient surtout des alcaloïdes, des
leucoanthocyanes, des polyphénols, des stéroïdes, des saponines, des polysaccharides et des
coumarines.
II.2 Corrélation entre les propriétés pharmacologiques et les familles chimiques
A la lueur de nos résultats, on peut en déduire une certaine corrélation entre l’usage
thérapeutiques et les familles chimiques présentes dans les feuilles de Datura stramonium.
Représentée par le tableau suivant :
62
Tableau 16 : Corrélation entre l’usage thérapeutique et les familles chimiques
Familles chimiques Propriétés
pharmacologiques Usages thérapeutiques
Alcaloïdes Antispasmodique, sédatif
Asthme, toux, bronchite, tuberculose
Leucoanthocyanes vasculoprotectrice
Anthocyanes Anti-bactérienne
fongicides
Maladie de la peau
Polyphénols Anti- inflammatoire Maux de dents
Saponines Antimicrobienne Stéroïdes Anti-séptique
Polysaccharides Antiadhésif Coumarines Anti-oxydante
III Extraction des alcaloïdes
L’extraction et isolation des alcaloïdes totaux à partir des feuilles sont obtenues par une
extraction liquide-liquide, basée sur la différence de solubilité des alcaloïdes en milieu acide
et alcalin selon Bruneton (Bruneton, 1999).
10 g de feuilles de la plante, sont finement broyées.
La poudre obtenue est délipidée par 50 ml d’éther de pétrole par macération et sous
agitation mécanique, à température ambiante pendant 2heures.
Après filtration, le marc (graines moulues débarrassées de la matière grasse) est
alcalinisé par une solution 20 ml d’ammoniaque (0.5N) pendant au moins 4 heures à
température ambiante, permettant ainsi aux alcaloïdes, de passer de la forme sel en forme
organique.
Les alcaloïdes en première étape sont extraits à chaud sous reflux par 50 ml de
dichlorométhane pendant 2 heures.
A l’issue de cette opération, l’extrait brut est passé à la purification par une extraction
avec une solution de 20ml d’acide sulfurique (0.5N), la fraction est reprise dans une ampoule
à décantation, alcalinisées jusqu’à pH 9 par ajout de quelques ml d’ammoniaque (0.5N).
Nous épuisons ensuite la solution par 25ml de chloroforme, en agitant doucement
l’ampoule à chaque fois.
63
Nous récupérons la fraction organique dans un erlen Mayer, qui sera déshydratée par
filtration sur papier filtre soutenant du sulfate de sodium anhydre.
L’extrait recueilli dans un bêcher taré est évaporé à sec sur plaque chauffante.
Après refroidissement. Le résidu sec représente les alcaloïdes totaux.
L’extraction des alcaloïdes est représentée par la figure ci-dessous :
Feuilles
Délapidation (Ether
de pétrole, 2heures)
Extraction par reflux (F1)
Ammoniac (NH4OH)
Solution extractive diclorométhane (F2)
Marc épuisé
Epuisement par l’acide sulfurique
(H2SO4)
Solvant dichlorométhane épuisé
Solution aqueuse d’alcaloïdes sous forme de
sel
(F3)
NH4OH
hH Epuisement par
chloroforme (CHCl3)
Solution aqueuse
épuisé
Solution organique
chloroformique
Alcaloïdes totaux
(F4)
Evaporation
Figure33 : Extraction des alcaloïdes
64
IV ANALYSE DES ALCALOÏDES
IV.1 Résultats
La chromatographie analytique a été utilisée pour vérifier la présence des alcaloïdes
dans l’extrait.
Des plaques de CCM prêtes à l’emploi, de gel silice 60F - 254 sur support d’aluminium
de marque Mecker, d’épaisseur 0,2mm.
Les phases mobiles utilisées sont :
- S1 : CHCl3/MeOH, 90/10 (V/V)
- S2 : CHCl3/MeOH/H2O, 65/25/4 (V/V/V)
- S3 : CHCl3/MeOH/AcOH, 18/1,5/3 (V/V/V)
- S4 : MeOH / CHCl3/NH4OH, 79/20/1 (V/V/V)
- S5 : MeOH / CHCl3/vapeur de NH4OH, 79/20/1 (V/V)
Nous avons fait dissoudre l’extrait dans 1 ml de méthanol. Nous avons déposé quelques
gouttes de chaque solution (extrait) à l’aide d’une micropipette sur chaque plaque, à 1 cm
du bord inférieur sur la ligne de base.
Chaque dépôt est séché à l’air.
Les plaques sont ensuite mises dans les chambres de migration contenant les
différentes phases mobiles.
Quand le front du solvant arrive à 1cm du bord supérieur de la plaque, les
chromatogrammes sont retirés séchés et examinés en lumière UV λ = 254nm des spots
colorés apparaissent (la migration dépôts prend plus ou moins 30mn).
Les chromatogrammes sont pulvérisés avec le réactif de Dragendorff jusqu’à
l’apparition de ces spots colorés.
65
Le tableau suivant montre la couleur et le Rf des taches détectées sous UV 254 nm
Tableau 17 : Couleur et Rf des alcaloïdes observés
Extrait N° des tâches Rf Couleur sous UV
F0 1 0,59 Rouge 2 0,66 Rouge
3 0,71 Rouge F1 1 0,58 Rouge
2 0,70 Rouge 3 0,95 Rouge
F2 1 0,59 Rouge 2 0,65 Rouge
F3 1 0,55 Rouge
2 0,58 Rouge
F4 1 0,56 Rouge
2 0,64 Rouge
IV.2 Interprétation
Parmi les cinq systèmes essayés, seul S4 semble efficace pour détecter les alcaloïdes.
Sur le chromatogramme, les taches qui ont la même couleur et des Rf voisins pourront
être les mêmes alcaloïdes.
Système S4 Support silice 60F 254 Eluant MeOH/CHCl3/NH4OH : 79/20/1 Révélation : Dragendorff
F0 : extrait hydroalcoolique F1 : extrait alcalinisé F2 : extrait dichlorométanique F3 : extrait saline F4 : alcaloïdes totaux
Figure 34 : Résultat du Chromatogramme de S4
66
Compte tenu de ceci, les feuilles de datura stramonium semblent contenir au moins cinq
types d’alcaloïdes obtenus dans les divers extraits.
La comparaison des taches dans les divers extraits sont reportés dans le tableau ci-
dessous.
Tableau 18 : Comparaison des taches dans les divers extraits
Extraits F1 F2 F3 F4 Types d’alcaloïdes Structure d’alcaloïdes
N° des taches 1 1 NI
Rf 0,55 0,56
N° des taches 1 1 2 NI
Rf 0,58 0,59 0,58
N° des taches 2 2 NI
Rf 0,65 0,64
N° des taches 2 NI
Rf 0,70
N° des taches 3 Scopolamine
Rf 0,95
La comparaison de la couleur des taches et le Rf calculé avec ceux de la littérature [17]
suggère que la tache n° 3 de l’extrait F1 pourrait être la scopolamine ayant la structure
suivante :
Nous n’avons pas pu identifier les quatre autres types d’alcaloïdes.
Cet alcaloïde se trouve également dans les graines de Datura stramonium.
Apparemment donc, les feuilles et les graines de Datura stramonium contiennent la
scopolamine.
Figure 35 : Scopolamine Alcaloïde identifié dans les
feuilles de datura stramonium
67
Les effets directs tels que la déforestation et les maladies provoquées par une eau
polluée affectent de manière tangible la vie quotidienne.
Ce ne sont pas les enfants qui pratiquent ni la déforestation ni la pollution des eaux.
Aussi, nous proposons dans ce travail une éducation environnementale des adultes.
Il s’agit d’un processus permanent grâce auquel les individus prennent conscience de
leur environnement et acquièrent les connaissances, les valeurs, les compétences, les
expériences ainsi que la détermination qui leur permettront d’agir individuellement et
collectivement pour résoudre les problèmes environnementaux présents et pour satisfaire
leurs besoins sans compromettre ceux des générations futures.
Elle a pour tâche :
de diffuser le savoir sur l’influence physique et sociale, directe et indirecte, de
l’environnement.
de transmettre les connaissances sur l’interaction entre les activités locales et
leurs conséquences, qui peuvent se manifester avec un certain décalage.
Des solutions à court terme peuvent y être apportées, à condition qu’il s’agisse de
mesures appropriées.
Parmi les conséquences indirectes sur l’environnement figurent l’érosion excessive du
sol, une charge de travail multipliée pour les femmes, un épuisement chronique des
ressources alimentaires des humains et des animaux ou des réserves d’eau, la réduction en
nombre et en diversité de la faune, et l’augmentation du risque de feux de brousse et
d’inondations.
Ces effets indirects sont plus longs à se manifester et touchent une zone géographique
plus vaste.
La gestion de ces conséquences néfastes requiert une planification et un engagement à
long terme, ainsi que des démarches au niveau national.
L’éducation des adultes inclut souvent une perspective politique et un projet de
transformation sociale.
Pour que cette éducation soit efficace, nous pensons qu’i l faut :
renforcer le travail sur l’alphabétisation
inciter les individus à observer leur environnement social et politique mais
aussi géographique.
68
L’éducation environnementale des adultes doit utiliser différentes méthodes pour
provoquer une prise de conscience et stimuler l’action.
Au-delà du travail d’explication et de conscientisation, l’éducation environnementale
doit viser à développer des compétences, à forger une forme d’engagement et à encourager
l’action individuelle et collective.
69
Conclusion générale
L’objet de ce travail est l’étude phytochimique de datura stramonium (L.) Linné de la
famille de Solanacées.
D’après l’étude bibliographique, cette plante fait partie des solanacées vireuses qui
contiennent des alcaloïdes toxiques.
Les screening phytochimiques effectués révèlent l’existence des alcaloïdes. Ceci est
confirmé par l’analyse chromatographique.
Apparemment, les feuilles contiennent entre autres la scopolamine, un alcaloïde
identifié chez les graines.
A part les alcaloïdes, les feuilles de cette plante contiennent également :
des anthocyanes,
des composés phénoliques,
des stéroïdes,
des saponines,
des polysaccharides
et des coumarines.
Ce travail nous a permis de nous familiariser aux différents techniques et méthodes
d’extraction ainsi que l’analyse chromatographique et les screening phytochimiques.
Résumé
Nom : RAKOTOARIVELO Prénom : Henintsoa (261) 0337147349 Adresse email : [email protected] Nombre de pages : 69 Nombre de photos : 18 Nombre des figures :35
Nombre de tableaux : 18
Titre du mémoire : Contribution à l’étude phytochimique de Datura stramonium Linné (Solanaceae)
Résumé
Les screening phytochimiques de datura stramonium nous a permis de déceler la présence de certaines grandes familles chimiques telles que les Alcaloïdes, les Leucoanthocyanes, les Anthocyanes, les Stéroïdes, les Saponines, les Polysaccharides et les Coumarines.
L’existence des alcaloïdes suggérés dans la littérature est confirmée par l’analyse chromatographique.
Apparemment, les feuilles contiennent la scopolamine, un alcaloïde identifié chez les graines. Mots clés : datura stramonium (solanaceae), screening phytochimique,chromatographie sur couche mince, scopolamine, alcaloïdes.
Abstracts
The phytochimic screening of datura stramoniumenabled us to detect the presence of
certain great chemical families such as Alkaloids, Leucoanthocyanes, Anthocyanes, Steroids, Saponines, Polysaccharides and Coumarins. The existence of alkaloids suggested in the literature is confirmed by the chromatographic analysis. Apparently, the sheets contain scopolamine, an alkaloid identified at seeds. Key words: datura stramonium (solanaceae), phytochimic screening, thin layer
chromatography, scopolamine, alkaloids.
Encadreur : Monsieur Richard RASAMOELISENDRA
Maître de Conférences Directeur du Laboratoire de Chimie Organique –Spectrométrie de Masse Faculté des Sciences
Université d’Antananarivo