Fiche de révision : Principes actifs naturels

📋 Plan du Cours

1. Origine et intérêt thérapeutique
2. Drogues végétales et métabolites
3. Hétérosides et aglycones
4. Polysaccharides végétaux
5. Polyphénols et acides phénols
6. Flavonoïdes, coumarines et tanins
7. Terpènes et huiles essentielles
8. Alcaloïdes et applications thérapeutiques
9. Principes du choix des solvants
10. Procédés d’extraction végétale
11. Exemples d’extractions ciblées

📖 1. Origine et intérêt thérapeutique

★ À maîtriser

• Les plantes représentent 80 à 90 % de l’origine des principes actifs naturels.

• La morphine est extraite du pavot somnifère, tandis que la codéine correspond à une morphine méthylée.

• L’accès à un principe actif naturel comprend une extraction donnant un extrait sec ou liquide, puis une purification donnant une molécule pure.

Compléments

• La vincristine et la vinblastine proviennent de la pervenche de Madagascar, tandis que le paclitaxel provient notamment de l’if du Pacifique.

💡 Astuce mémo

Richesse végétale → découverte de molécules thérapeutiques

📖 2. Drogues végétales et métabolites

🔑 Notions clés & Définitions

• Drogue végétale : Partie de la plante contenant les principes actifs et utilisée en thérapeutique.

★ À maîtriser

📌 Les métabolites primaires sont indispensables à la croissance et à la reproduction, tandis que les métabolites secondaires permettent surtout l’adaptation et la défense de la plante.

• Les trois grandes familles de métabolites secondaires sont:
  • Les alcaloïdes
  • Les polyphénols
  • Les terpènes

Compléments

• Les drogues végétales sont généralement fragmentées ou brisées et desséchées, mais elles peuvent aussi être fraîches pour certaines préparations homéopathiques.

• Sont considérés comme des drogues végétales:

  • Les algues
  • Les champignons
  • Les lichens
  • Les exsudats comme la gomme arabique

• Les métabolites primaires comprennent:

  • Les acides aminés
  • Les protéines
  • Les sucres simples
  • Les polysaccharides
  • Les acides gras
  • Les lipides

• Les plantes contiennent environ 15 000 métabolites secondaires contre environ 50 molécules différentes de métabolites primaires.

💡 Astuce mémo

Métabolites primaires : vivre ; secondaires : s’adapter

📖 3. Hétérosides et aglycones

🔑 Notions clés & Définitions

• Hétéroside : Molécule composée d’une partie osidique contenant un ou plusieurs sucres et d’une partie non osidique appelée génine ou aglycone.

★ À maîtriser

📌 La liaison O-hétéroside est majoritaire et généralement solide, tandis que la liaison C-hétéroside est plus rare et correspond à une liaison C-C entre l’aglycone et le sucre.

📌 L’extraction d’un métabolite secondaire hétérosidique nécessite un solvant polaire, tandis que celle d’un aglycone nécessite un solvant adapté à une molécule moins polaire.

Compléments

• Dans un hétéroside, le glucose est le sucre le plus fréquent et l’aglycone possède une fonction alcool OH ainsi qu’une fonction acide carboxylique COOH.

💡 Astuce mémo

Sucre polaire versus aglycone moins polaire

📖 4. Polysaccharides végétaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Polysaccharide : Polymère comprenant plus de 10 unités d’oses simples ou d’acides uroniques.

★ À maîtriser

📌 Les polysaccharides homogènes comprennent l’amidon, la cellulose et les fibres alimentaires, tandis que les polysaccharides hétérogènes comprennent les gommes et les mucilages.

📌 Les polysaccharides gonflent au contact de l’eau et peuvent former des gels plus ou moins épais.

Compléments

• Les principales utilisations des polysaccharides sont:
  • Adoucissants
  • Laxatifs de lest
  • Cicatrisants
  • Excipients
  • Auxiliaires de fabrication

💡 Astuce mémo

Un polysaccharide gonfle dans l’eau et forme un gel

📖 5. Polyphénols et acides phénols

🔑 Notions clés & Définitions

• Polyphénols : Molécules végétales caractérisées par plusieurs groupements phénoliques et représentant environ 50 % des métabolites secondaires.
• Composé phénolique : Possède au moins un noyau benzénique directement lié à une ou plusieurs fonctions hydroxyle OH.
• Acide phénol : Possède au moins une fonction carboxylique et un hydroxyle phénolique fixé sur un cycle aromatique.

★ À maîtriser

• Les polyphénols sont des antioxydants naturels capables de piéger les radicaux libres et impliqués dans la prévention de maladies cardiovasculaires, inflammatoires et neurodégénératives.

Compléments

• Les acides phénols comprennent des dérivés de l’acide benzoïque, comme l’acide salicylique et les parabènes, et des dérivés de l’acide cinnamique, comme les acides caféique, p-coumarique, rosmarinique et chlorogénique.

💡 Astuce mémo

Acides phénols → flavonoïdes → coumarines → tanins

📖 6. Flavonoïdes, coumarines et tanins

🔑 Notions clés & Définitions

• Flavonoïde : Possède un noyau 2-phénylchromane formé de deux noyaux benzéniques reliés par un hétérocycle pyranique.
• Tanins : Substances polyphénoliques généralement hydrosolubles, de masse moléculaire comprise entre 500 et 3 000 daltons, capables de précipiter les protéines.
• Coumarine : Possède une structure lactonique bicyclique dérivée du benzo-alpha-pyrone.

★ À maîtriser

📌 Les flavones possèdent une double liaison entre C2 et C3, tandis que les flavonols possèdent cette double liaison et un groupe OH supplémentaire en C3.

• Les flavonoïdes diminuent la perméabilité capillaire et renforcent la résistance des capillaires, ce qui explique leur effet veinotonique.

📌 Les tanins hydrolysables libèrent des sucres et de l’acide gallique ou ellagique, tandis que les tanins condensés sont des oligomères ou polymères de catéchine.

Compléments

• La rutine est un hétéroside de flavonol et plus précisément un hétéroside du quercétol.

💡 Astuce mémo

Flavonoïdes veinotoniques, coumarines vasculoprotectrices, tanins astringents

📖 7. Terpènes et huiles essentielles

🔑 Notions clés & Définitions

• Huile essentielle : Mélange odorant et volatil, généralement complexe, obtenu à partir d’une matière première végétale botaniquement définie.

★ À maîtriser

• Les terpènes sont constitués de multiples unités d’isoprène selon la relation $(C_5H_8)_n$.

• Les monoterpènes contiennent 10 carbones, les sesquiterpènes 15, les diterpènes 20, les triterpènes 30 et les tétraterpènes 40.

• Les huiles essentielles sont obtenues par entraînement à la vapeur d’eau dans 95 % des cas, par distillation sèche ou par procédé mécanique sans chauffage pour les citrus.

Compléments

• Les principales propriétés des huiles essentielles sont:
  • Anti-infectieuses
  • Anti-inflammatoires
  • Expectorantes
  • Digestives
  • Neurotropes
  • Dermatologiques

💡 Astuce mémo

C10 monoterpènes → C15 sesquiterpènes → C20 diterpènes → C30 triterpènes → C40 tétraterpènes

📖 8. Alcaloïdes et applications thérapeutiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Alcaloïde : Substance organique naturelle azotée, généralement basique, contenant au moins un atome d’azote inclus dans un système hétérocyclique.

★ À maîtriser

📌 Les alcaloïdes sont généralement toxiques à forte dose, tandis qu’à faible dose ils peuvent présenter des activités pharmacologiques et thérapeutiques marquées.

📌 En milieu alcalin, l’alcaloïde est sous forme de base, tandis qu’en milieu acide il est sous forme de sel soluble dans l’eau.

• L’opium brut est un latex séché obtenu après incision des capsules encore vertes du fruit du pavot.

• Dans l’opium, la morphine représente 10 à 12 %, la codéine 2,5 à 5 %, la thébaïne 2 à 10 % et la noscapine plus de 1 %.

Compléments

• Les alcaloïdes cités dans le cours comprennent:
  • Morphine
  • Codéine
  • Quinine
  • Quinidine
  • Éphédrine
  • Atropine
  • Cocaïne
  • Vinblastine
  • Galanthamine

💡 Astuce mémo

Base libre apolaire versus sel acide soluble dans l’eau

📖 9. Principes du choix des solvants

🔑 Notions clés & Définitions

• Extraction végétale : Séparation d’une ou plusieurs substances naturelles de la matrice végétale solide dont elles font partie.

★ À maîtriser

📌 Le choix du solvant dépend de la polarité de la molécule à extraire : les molécules polaires sont hydrophiles et les molécules non polaires sont lipophiles.

Compléments

• Les solvants cités sont:
  • Eau, glycérol, méthanol, éthanol et acétone
  • Butanol et pyridine
  • Dichlorométhane, acétate d’éthyle, hexane et éther de pétrole

💡 Astuce mémo

Hétéroside hydrophile, aglycone lipophile

📖 10. Procédés d’extraction végétale

★ À maîtriser

• La macération consiste à mettre une drogue végétale en poudre au contact du solvant pendant plusieurs jours à plusieurs semaines, puis à filtrer la phase liquide.

• La percolation consiste à imprégner une poudre végétale de solvant dans une colonne, puis à laisser s’écouler lentement le percolât contenant les métabolites secondaires.

📌 L’infusion consiste à verser de l’eau bouillante sur la drogue végétale pendant 10 à 15 minutes, tandis que la décoction maintient la drogue végétale dans l’eau bouillante pendant 15 à 30 minutes.

Compléments

• L’extraction par Soxhlet fonctionne par vaporisation, condensation et siphonage répétés du solvant à travers une cartouche contenant la drogue végétale.

• L’éco-extraction vise à réduire les temps d’extraction, les consommations énergétiques et les volumes de solvants pétrochimiques tout en garantissant un extrait sûr et de qualité.

💡 Astuce mémo

Broyer → extraire → séparer → purifier

📖 11. Exemples d’extractions ciblées

📝 Points essentiels

• L’extraction de l’acide alginique repose sur une macération alcaline à chaud, une acidification qui précipite l’acide alginique, une filtration, une alcalinisation et une purification.

• L’extraction des huiles essentielles par vapeur entraîne les molécules volatiles, condense le mélange eau-huile, puis sépare l’huile essentielle de l’hydrolat par différence de densité.

• La rutine est extraite des boutons floraux du Sophora japonica par extraction aqueuse à chaud assistée par micro-ondes, puis purifiée par refroidissement et recristallisation.

📌 L’extraction alcaline des alcaloïdes utilise un solvant non polaire pour les bases libres, tandis que l’extraction acide utilise un solvant polaire pour les sels d’alcaloïdes.

💡 Astuce mémo

Alginate → huile essentielle → rutine → alcaloïdes

📊 Tableaux de synthèse

Métabolites végétaux

Procédés d’extraction