Contribution des méthodes chiroptiques à l'analyse et à la caractérisation des huiles essentielles

par Mohammed El Amin Said

Thèse de doctorat en Sciences Chimiques

Sous la direction de Nathalie Dupuy et de Christian Roussel.

Soutenue le 22-02-2016

à Aix-Marseille , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences Chimiques (Marseille) , en partenariat avec Laboratoire d'Instrumentation et Sciences Analytiques (LISA) (laboratoire) et de Institut des sciences moléculaires de Marseille (ISM2, UMR 7313) (laboratoire) .

Le président du jury était Nawel Cheikh.

Le jury était composé de Jean-Valère Naubron.

Les rapporteurs étaient Thierry Buffeteau, Alain Muselli.

mots clés

• Produits naturels
• Huile essentielle
• Signature chiroptique
• Artemisia herba-Alba
• Bubonium graveolens
• Artemisia arborescens
• Dichroïsme circulaire vibrationnel
• Aromathérapie
• Chimiométrie
• Chiralité
• Artemisia herba-alba
• Dichroïsme circulaire

Résumé

Les huiles essentielles sont connues pour leur richesse en molécules chirales. L'identification et la caractérisation de ces différentes molécules en termes de la configuration absolue des énantiomères majoritaires représente un important pas dans la compréhension des actions thérapeutiques des huiles essentielles. Dans le cadre de cette thèse, une étude est réalisée sur la composition chimique des huiles essentielles de quelques plantes aromatiques du Sahara algérien (l'Artemisia herba-alba, le Bubonium graveolens et l'Artemisia arborescens) ayant un usage fréquent dans la pharmacopée traditionnelle. Différentes techniques analytiques chromatographiques telles que la CG-SM classique et chirale, la CLHP chirale et spectroscopiques comme l'IR et le VCD seront mises en œuvre afin d’étudier les constituants chiraux de ces HE pour la connaissance de leurs signatures chiroptiques qui peuvent être des paramètres essentiels pour leurs caractérisations. En associant la performance du traitement chimiométrique, la fiabilité des techniques spectroscopiques et le potentiel discriminant de la signature chirale, nous avons développé des outils de caractérisation, de contrôle qualité et de traçabilité des HE. Les configurations absolues de la (-)-α-thujone, la (+)-β-thujone, l'acetate de (-)-cis-chrysanthenyl, le (+)-oxocyclonerolidol et l'acetate de (-)-cis-acetoxychrysanthenyl ont été obtenues par la comparaison des spectres VCD expérimentaux et calculés et on a montré qu'on peut utiliser le VCD pour l'étude et la modélisation des matrices complexes.

mots clés

• Natural products
• Essential oil
• Chiroptical signature
• Artemisia herba-Alba
• Bubonium graveolens
• Artemisia arborescens
• Vibrational circular dichroism

Titre traduit

Chiroptical contribution methods for the analysis and characterization of essential oils

Résumé

Essential oils are known for their richness in Chiral molecules. Identification and characterization of these different molecules in terms of absolute configuration of the majors enantiomers represents an important step in the understanding of the therapeutic actions of essential oils. In this thesis, a study was done to investigate the chemical composition of the essential oils of some aromatic plants of the Algerian Sahara (Artemisia herba-alba, Bubonium graveolens and Artemisia arborescens) frequently used in the traditional pharmacopoeia. Different chromatographic analytical techniques such as classic and chiral GC-MS, chiral HPLC and spectroscopic techniques as IR and VCD will be implemented to study the chiral constituents in these EO for the knowledge of their chiroptical signatures which can be essential parameters for their characterizations. Combining chemometrics processing performance, reliability of spectroscopic techniques and potential discriminating chiral signature, we have developed tools for the characterization, quality control and traceability of EO. Absolute configuration of (-)-α-thujone, (+)-β-thujone, (-)-cis-chrysanthenyl acetate, (+)-oxocyclonerolidol and (-)-cis-acetoxychrysanthenyl acetate were obtained by comparison of calculated and experimental VCD spectra and we demonstrated that VCD can be used for the study and modeling of complex matrices.