Etude chimique de deux plantes sahariennes du genre Atractylis: Atractylis flava et Atractylis serratuloides

Abstract

Ce travail fait partie du programme de recherche de notre groupe de phytochimie du laboratoire de chimie et chimie de l’environnement (LCCE) qui porte sur la valorisation des plantes médicinales, utilisées dans la pharmacopée traditionnelle en Afrique du nord (Algérie, Maroc et Tunisie), par la recherche de nouveaux principes actifs à activités biologiques intéressantes. Dans ce contexte, deux plantes médicinales de la famille Asteraceae : Atractylis flava Desf. et Atractylis serratuloides Siber ex Cass. ont été sélectionnées pour investigations phytochimiques et screening biologique. Ce travail a permis l’isolement par les méthodes chromatographiques (CC, CPP et CLHP) et la caractérisation par les différentes méthodes spectroscopiques (RMN, Masse, UV et IR) de 39 métabolites secondaires dont 11 composés de nature flavonoïdique, 25 triterpéniques et 3 saponines. 30 composés ont été isolés des extraits dichlorméthane, acétate d’éthyle et n-butanol de la plante entière Atractylis flava dont 5 structures nouvelles : 2 flavonoïdes glycosylés et 3 saponines bidesmosidiques. Les composés connus au nombre de 25 se répartissent en 2 flavonoïdes C-glycosylés, 3 flavonoïdes O-glycosylés, 4 flavonoïdes aglycones, 12 triterpènes pentacycliques dont 7 à squelette oléanane, 2 à squelette ursane et 3 à squelette lupane et 4 phytostérols. A partir des extraits éther de pétrole, dichlorométhane et n-butanol des racines de l’espèce Atractylis serratuloides 9 métabolites secondaires ont été identifiés. Il s’agit de 3 triterpènes à squelette oléanane, 3 triterpènes à squelette lupane, 2 phytostérols et 1 phénol glycosylé. Les structures moléculaires des composés isolés 1-39 ont été élucidées principalement par l’utilisation des différentes techniques de RMN 1D et 2D (1H, 13C J-modulé, DEPT, COSY H-H, HSQC J-modulé, TOCSY, HSQC-TOCSY, HMBC, ROESY et NOESY), UV, IR, la spectrométrie de masse basse et haute résolutions (ESI-MS et HR-ESI-MS), par la mesure du pouvoir rotatoire [α]D et par la comparaison avec les données de la littérature. Les extraits végétaux de l’espèce Atractylis flava ont montré une activité antibactérienne modérée vis-à-vis de certaines souches bactériennes par la méthode de diffusion en milieu gélosé. L’activité anti-oxydante a été testée sur CCM par une solution de DPPH. Il est à signaler que parmi les composés déjà cités dans la littérature, 14 triterpènes, 7 flavonoïdes et 1 phénol glycosylé ont été trouvés pour la première fois dans le genre Atractylis, ce qui révèle l’importance de cette investigation permettant une meilleure connaissance de la composition chimique de ce genre. Les flavonoïdes C-glycosylés pourraient avoir un intérêt chimiotaxonomique dans la caractérisation des espèces appartenant aux genres Atractylis, Carlina et Atractylodes de la tribu des Cardueae. Ces genres sont connus pour leur accumulation de ce type de flavonoïdes considérés comme marqueurs chimiotaxonomiques. This work is a part of the research program of our phytochemistry group of chemistry and environmental chemistry laboratory (LCCE) which concerns the valuation of medicinal plants used in traditional medicine in North Africa (Algeria, Morocco and Tunisia) by the discovery of new active compounds with interesting biological activities. In this context, two medicinal plants of the Asteraceae family: Atractylis flava Desf. and Atractylis serratuloides Siber ex Cass. have been selected for phytochemical investigations and biological screening. This work allowed the isolation by chromatographic methods (CC, TLC and HPLC), and the characterization by spectroscopic analysis (NMR 1D and 2D, Mass, UV and IR) of 39 secondary metabolites including 11 flavonoids, 25 triterpenes and 3 saponins. 30 compounds have been isolated from dichloromethane, ethyl acetate and n-butanol extracts of the whole plant Atractylis flava from which 5 new structures were established including 2 flavonoid glycosides and 3 bidesmosidic saponins. The known secondary metabolites consist of 9 flavonoïds among them 2 di-C-glycosylflavonoids, 9 triterpenes including 7 oleanane and 2 ursane skeletons, 3 lupane-type triterpenes, and 4 phytosterols. From the following extracts: petroleum ether, dichloromethane and n-butanol of the roots of the species Atractylis serratuloides 9 secondary metabolites have been identified. They were devised into 3 triterpenes with oleanane skeleton, 3 lupane-type triterpenes, 2 phytosterols and 1 phenol glycoside. The molecular structures of the isolated compounds 1-39 were mainly elucidated by the use of NMR techniques 1D and 2D (1H, J-modulated 13C, DEPT, COSY H-H, J-modulated HSQC, TOCSY, HSQC-TOCSY, HMBC, ROESY and NOESY), UV, IR, high-resolution mass spectrometry (HR-ESI-MS), measurement of the optical rotations [α]D, and by comparison with literature data. The extracts of the species Atractylis flava show a moderate antibacterial activity against some bacteria strains by the diffusion method on agar medium. The anti-oxidant activity was estimated on the extracts by the DPPH test (TLC). It is very important to indicate that among known compounds reported in the literature, 74 triterpenes, 7 flavonoids and 1 phenol glycoside have been found for the first time in the plants of Atractylis genus. Furthermore, this study contributes to determine the chemical composition of this genus. This work allowed particularly the isolation and identification of two di-C-glycosylflavonoids. This finding is in agreement with that of the previous studies performed on Atractylis plants. It is noteworthy that the C-glycosylflavone compounds are occurring in Atractylis, Atractylodes and Carlina species which are closely related systematically and used as chemotaxonomic markers. هذا العمل هو جزء من برنامج البحث لمخبر الكيمياء و الكيمياء البيئية (LCCE) الذي يتمحور حول بحث و تثمين بعض النبات الطبية المستعملة في الطب الشعبي في شمال إفريقيا (الجزائر، المغرب و تونس) وذلك بالبحث عن مركبات طبيعية جديدة ذات نشاط بيولوجي متميز. في هذا السياق قمنا باختبار نبتتين طبيتين من عائلة Asteraceae : Atractylis flava و Atractylis serratuloides لدراسة فيتوكيميائية وتشخيص بيولوجي. سمح هذا العمل بعزل وتحديد بنية 39 مركب طبيعي وذلك بٳستعمال الطرق الكروماتوغرافية (TLC، CC و HPLC) و بإستعمال طرق التحليل الطيفي كمطيافية الرنين المغناطيسي النووي بجميع ٲنواعها، ميطيافية الأشعة الفوق البنفسجية و التحت الحمراء، مطيافية الكتلة، حساب زاوية التدوير النوعي و المقارنة مع الدراسات السابقة. تنقسم هذه المركبات ٳلى 11 مركب ذو طبيعة فلافونويدية، 25 ذو طبيعة ثلاثية التربان و 3 ذو طبيعة صابونينية. تم عزل 30 مركب من مستخلصات DCM، AcOEt و n-BuOH من نبتة A. flava منها 5 مركبات جديدة : 2 فلافونويدات سكرية و 3 صابونينات و 25 مركب معروف. تشمل المركبات المعروفة 2 فلافونويدات-C- سكرية، 3 فلافونويدات و 4 فلافونويدات سكرية، 12 مركب من عائلة التربينات الخماسية الحلقة منها 7 ذات هيكل اوليانان ، 2 ذات هيكل اورسان و 3 ذات هيكل لوبان و 4 فيتوستيرولات. من خلال مستخلصات EP، DCM و n-BuOH لجذور نبتة A. serratuloides 9 مركبات طبيعة تم التعرف عليها منها : 3 ثلاثية التربينات من هيكل اوليانان، 3 ثلاثية التربان من هيكل لوبان و 2 فيتوسيترولات و 1 فينول جليكوزيلي. بينت المستخلصات الخامة لنبتة A. flava نشاط مثبط للبكتيريا متوسط و ذلك عن طريق الانتشار في وسط الصلب. النشاط المضاد للتأكسد تم اختباره بواسطة تفنية CCM بٳستعمال جذر DPPH. يجدر الذكر بأن نشير ٲنه من بين المركبات التي تم ذكرها في الدراسات السابقة 14 مركب ثلاثي التربينات، 7 فلافونويدات و 1 فينول جليكوزيلي تم عزلها لاول مرة في نوع Atractylis الذي يسمح بإظهار ٲهمية هذا العمل في المعرفة الجيدة للتركيب الكيميائي لنباتات لهذا النوع .