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La chimie desplantes médicinales
http://www.unice.fr/lasi/
Bibliographie*Asimov, I., L’univers de la science, InterEditions., Paris, 1986.
*Bruneton, J., Pharmacognosie – Phytochimie, plantes médicinales,
Editions Tec & Doc, Paris, 1999.
*Chast, F., Histoire contemporaine des médicaments, Editions La
Découverte, Paris, 1995.
*Hofmann, A., LSD, mon enfant terrible, Editions du lézard, Paris, 1997.
*Hostettmann, K., Tout savoir sur le pouvoir des plantes, sources de
médicaments, Editions Favre, Lausanne, 1997.
*Hostettmann, K., Tout savoir sur les plantes qui deviennent des
drogues, Editions Favre, Lausanne, 2002.
*Humphrey, A. J. and O’Hagan D., Nat. Prod. Rep., 2001, 18, 494–502.
*Patrick, G.L., Chimie Pharmaceutique, Editions De Boeck, Bruxelles,
2003.
*Perrine, D.M., The chemistry of mind-altering drugs, American
Chemical Society, Washington, DC, 1996.
*Sévenet, T., Plantes, molécules et médicaments, Ed. CNRS Nathan,
Paris, 1994.
*Shulz, R., Hansel, R., Tyler V. E., Rational Phytotherapy, Ed. Springer,
Berlin, 2001.
*Wichtl, M., Anton, R., Plantes thérapeutiques, Editions Tec & Doc,
Paris, 1999.
GénéralitésApport de la chimie3 classes de molécules actives
-Alcaloïdes-Terpènoïdes-Flavonoïdes
La chimie desplantes médicinales
Les plantes médicinales
Pharmacognosie
Pharmakon : poison
Gnosis : connaissance
Les plantes médicinales
Pharmacognosie
Etude des matières premières et dessubstances à visée thérapeutiqued’ origine biologique
PharmacognosiePharmacognosie
Médecine
Biologie Botanique
Chimiotaxonomie
Ethnopharmacologie
Chimie
Pharmacologie
Biochimie
PharmacognosiePharmacognosie
Chimie
Identification du (des) principe(s) actif(s)
*Optimisation de son emploi.*Optimisation de sa production.*Production d’ analogues synthétiques.
Monosubstance pure
Phytomédicament
*Mélange complexe de produits.*Composition qualitative et quantitative difficile àdéfinir.
Effet physiologique complexe.
*Substance pure, chimiquement définie.*Quantité administrée modulable avec précision.
Effet physiologique relativementreproductible.
Différentes formes dephytomédicaments :
Infusion
Décoction
Extrait
Teinture
Sirop
Huile essentielle
hνCO2HO O
HO
OHOH
OH
osides
heterosidesglucides
Glucose
O
O
O-
Pyruvate
O
SCoA
AcetylCoA
phenolslipides
O
O-
Shikimate
OH
HO
HO
coumarinesquinonesphenols
flavonoides
H2O
aminoacides
alcaloides
OPP
terpenoides
IPP
alcali = soude
eidos = aspect
Les alcaloïdes
Alcaloïdes: Substances organiquesazotées, basiques, d’origine naturelle.
*L’ atome d’ azote est inclus dans unhétérocycle :
*Biosynthétiquement issus d’ acidesaminés.
N N N N N
Exemples d’alcaloïdes:
Nicotine Caféine
Cocaïne Quinine
N
N N
N
O CH3
CH3
H3C
O
N
CH3ON
OH
N
N
CH3
N
O
H
O
OCH3
O
Historique1803 : Derosne isole un mélange d’alcaloïdes del’opium.1806 : Serturner isole la morphine, principe actif del’opium.1809 : La nicotine est isolée du tabac.1817-1820 : Pelletier et Caventou isolent la caféine, lastrychnine et la quinine.1870 : Schiff élucide la structure de la coniine.1925 : Robinson élucide la structure de la morphine.1944 : Première synthèse de la quinine par Woodward.1952 : Première synthèse de la morphine parWoodward.
Distribution :
Angiospermes : 10 à 15% alcaloïdifères.
Bactéries : exceptionnel.
Champignons : rare.
NH
NOH
Psilocine :
Distribution :
Espèces animales :
Solenopsine A
NH
HO
N
O
Hyrtiosulawesine
NH
OH
HN O
OH
Samaderine
NH
N
OHO
Castoramine
pH acideForme saline
H
N
*Solide cristallin à pointde fusion élevé.
*Soluble dans l’eau.
*Insoluble dans lessolvants organiques.
pH basiqueBase libre
*Huile ou solide amorpheà bas point de fusion.
*Insoluble dans l’eau.
*Soluble dans lessolvants organiques.
N
Datura Stramonium L.
Datura Stramonium L.
Datura Stramonium L.
Datura Stramonium L.
Datura Stramonium L.N
O
H
O
OH
Atropine
N
O
O
H
O
OH
Scopolamine
N
O
H
O
OH
N
O
O
H
O
OH
ScopolamineAtropine
Extraction des alcaloïdes de Datura Stramonium L.
1) Epuisement du matériel végétal avec de l’ eau acidulée.
H
N
H
N
2) Filtration.
H
N
H
N
3) Alcalinisation de la solution de sels d’ alcaloïdes.
H
N N
4) Extraction des alcaloïdes de la phase aqueuse.
NN
4) Extraction des alcaloïdes de la phase aqueuse.
NN
5) Evaporation de la solution organiqued’ alcaloïdes.
NN
5) Evaporation de la solution organiqued’ alcaloïdes.
NN
Les alcaloïdes dérivés de laphénylalanine ou de la tyrosine :
NH2
COOH
PhenylalanineTyrosine Tetrahydroisoquinoleines
RN
O
N
Tropolones
Le pavotPapaver somniferum L.
Le pavotPapaver somniferum L.
La préparation de l’ opium.
La préparation de l’ opium.
La chimie de l’ opium.
O
HO
N CH3
HO
Morphine
Les alcaloïdes de l’ opium
O
HO
N CH3
CH3O
O
HO
N CH3
HO
O
CH3O
N CH3
CH3O
NO
O
O
OCH3O
OCH3
CH3O
NCH3O
CH3O
CH3O
OCH3
Morphine (10-12%) Codeine (2,5-5%) Thebaine (<1%)
Papaverine (0,5-1,5%)Noscapine (2-10%)
La préparation de la morphine.
O
HO
N CH3
HO
Morphine
Les analogues de la morphine.
O
HO
N CH3
HO
Morphine
O
HO
N CH3
CH3O
Codeine
CH3I
OH-
Les analogues de la morphine.
(CH3CO)2O
COOH
OH
COOH
OOCCH3
Acide salicylique Aspirine (1896)
O
HO
N CH3
HO
Morphine
O
CH3COO
N CH3
CH3COO
Heroine (1898)
(CH3CO)2O
Les analogues de la morphine.
O
CH3COO
N CH3
CH3COO
Heroine
O
CH3COO
N CH3
HO
6-acetylmorphine
Les analogues de la morphine.
ON
CH3O
Thebaine
CH3O
ON
CH3O
CH3O
O
O
Oripavine
ON
HO
CH3O
OH
Etorphine
MgBr
Les analogues de la morphine.
O
HO
N CH3
HO
Morphine
N CH3
HO
Ketobemidone
O
Les analogues de la morphine.
R'N
R''CH3
Cl
OO
R'N
R''CH3 Cl
OO R'
NR''
OO
CH3Cl+
R'NH
R''
OO
CH3OH
+
CH3O
R'N
R''R
RX
Morphine
Les analogues de la morphine.
O
HO
N CH3
HO
Morphine
O
HO
N
HO
Nalorphine
ON
HO
Naloxone
O
Antagonistes de la morphine
Les analogues de la morphine
O
HO
N CH3
HO
Morphine
O
HO
N R
HO
Les analogues de la morphine
R'N
R''CH3
Cl
OO
R'N
R''CH3 Cl
OO R'
NR''
OO
CH3Cl+
R'NH
R''
OO
CH3OH
+
CH3O
R'N
R''R
RX
Morphine
Les analogues de la morphine
O
HO
N CH3
HO
Morphine
O
HO
N
HO
ON
HO
HO
Activite nulle Activite x 14
Les analogues de la morphine
O
HO
N CH3
HO
Morphine
O
HO
N
HO
Nalorphine
ON
HO
Naloxone
O
Les analogues de la morphine
O
HO
N CH3
HO
Morphine
O
HO
N
HO
Nalorphine
ON
HO
Naloxone
O
Antagonistes de la morphine
Les analogues de la morphine
O
HO
N CH3
HO
Morphine
N CH3
HO
Ketobemidone
ON
Fentanyl
N
O
La chimie du pavot :Conclusion
Phytomédicament : opium, laudanum
Monosubstance pure : morphine
Produits d’hémisynthèse : codeine,etorphine, naloxone...
Produits de synthèse : kétobémidone,fentanyl...
Les curaresChondrodendron tomentosum.
A.T. : 2-10% dont(+)-tubocurarine.
*Myorelaxant.
NCH2
OH
OH
OCH3
H3CH3C H
NH
O
O
OCH3
CH3H
(+)-tubocurarine.
Les curares.
N CH2
OH
OH
OCH3
H3C CH3H
NHO
O
CH3H
CH3O
(+)-tubocurarine.
Les curares.
N
N
HO
N
N
OH
C-toxiferine.
N CH2
OH
OH
OCH3
H3C CH3H
NHO
O
CH3H
CH3O
(+)-tubocurarine.
N N decamethonium
NN
O
O
O
O
pancuronium
La colchiqueColchicum autumnale L.
A.T. : 0,3-1,2%.0,6% de colchicine (moy.)
*Antiinflammatoire.
ColchicineO
CH3O
CH3O
CH3O HN
O
CH3O
Les alcaloïdes dérivés de l’ ornithine : Les alcaloïdes tropaniques.
N
NH2
COOHHOOC
NH2
COOHH2N
Acide glutamique Ornithine Tropane
La belladone.Atropa belladona L.
A.T. : 0,3-0,6% dont90% d hyoscyamine.N
O
H
O
OH (-)-hyoscyamine
*Traitement de la toux*Traitement de la constipation
Le stramoine (datura officinal)Datura stramonium L.
A.T. : 0,2-0,5% dont2/3 d hyoscyamine et1/3 de scopolamine.
*Sédatif de la gêne respiratoire
N
O
O
H
O
OH (-)-scopolamine
Datura Stramonium L.
Datura Stramonium L.
Datura Stramonium L.
La jusquiameHyoscyamus niger L.
A.T. : 0,04-0,15% dont2/3 d hyoscyamine et1/3 de scopolamine.
N
O
O
H
O
OH (-)-scopolamine
La mandragoreMandragora officinarum L.
*Peu utilisée
hyoscyamine etscopolamine.
L�atropine
*Traitement de l’ infarctus*Antispasmodique*Traitement du syndrome de Parkinson*Traitement d’ affections oculaires
N
O
H
O
OH
La scopolamine
*Traitement du mal des transports.
N
O
O
H
O
OH
Le cocaierErythroxylum coca Lam.
A.T. : 0,5-1,5% dont30 à 50% de cocaïne.
*Anesthésie locale.
N
Ococaine
H
O
OCH3
O
Les alcaloïdes dérivés du tryptophane
NH
NH2
COOH
NH
Indole
L�ergot de seigleClaviceps purpurea
L�ergot de seigleClaviceps purpurea
A.T. : env. 1%.
NH
N
O
HNN
O
CH3
N
O
HO
O
HErgotamine
L�ergot de seigleClaviceps purpurea
NH
N
O
HNN
O
CH3
N
O
HO
O
H
Ergotamine
NH
N
O
HN
CH3
H
Ergobasine
OH
NH
N
O
OH
CH3
H
Acide lysergique
L�ergot de seigleClaviceps purpurea
NH
N
O
HNN
O
CH3
N
O
HO
O
H
Ergotamine
NH
N
O
OH
CH3
H
Acide lysergique
NH
N
O
HN
CH3
H
Ergobasine
OH
H2NOH
OH-
L�ergot de seigleClaviceps purpurea
NH
N
O
OH
CH3
H
Acide lysergique
NH
N
O
HN
CH3
H
Methylergometrine
OH
H2NOH
L�ergot de seigleClaviceps purpurea
NH
N
O
HNN
O
CH3
N
O
HO
O
H
Ergocristine
NH
N
O
HNN
O
CH3
N
O
HO
O
H
Dihydroergocristine
L�ergot de seigleClaviceps purpurea
NH
N
O
OH
CH3
H
Acide lysergique
NH
N
O
N
CH3
HHN
LSD
La pervenche de MadagascarCatharanthus roseus L.
A.T. : 0.2-1%.
NH
N
HO
N
CH3O
N
HOH
OCOCH3
COOCH3R
R=CH3 : vinblastineR=CHO : vincristine
OO
La pervenche de MadagascarCatharanthus roseus L.
NH
N
HO
N
CH3O
N
HOH
OCOCH3
COOCH3R
R=CH3 : vinblastine
N
CH3O
N
HOH
OCOCH3
COOCH3CH3
OO
NH
N
OO
vindoline
catharanthine
Le quinquinaCinchona spp.
A.T. : > 6% dont 30-60%d alcaloides de type
quinine.
N
CH3ON
OHQuinine
Le quinquinaCinchona spp.
N
CH3ON
OH
Quinine
N
HN
Chloroquine
ClNEt2
N
OH
Mefloquine
F3CCF3
NH
Le quinquinaCinchona spp.
N
CH3ON
OH
Quinine
N
HN
Chloroquine
ClNEt2
N
OH
Mefloquine
F3CCF3
NH
O
O
O
HH
OO
Artemisinine
Les terpènoïdes
CO2HO O
HO
OHOH
OH
Glucose
O
O
O-
Pyruvate
O
SCoA
AcetylCoAH2O
OPP
IPP
OPP
DMAPPOPP
IPP
GPP
OPP
Les terpènoïdes
OH
NH
N
O
OH
CH3
H
Acide lysergiqueMenthol
O
OH
Tetrahydrocannabinol
L�ifTaxus baccata L.
O OH
O
OH
O
OO O
O
O
O
O
NH
O
OH
Taxol
L�ifTaxus baccata L.
O OH
O
OH
O
OO O
O
O
O
O
NH
O
OH
O OH
O
OH
HO
HOO O
O O
Taxol 10-desacetylbaccatine III
L�ifTaxus baccata L.
O OH
O
OH
O
OO O
O
O
O
O
NH
O
OH
Taxol
O OH
O
OH
HO
OO O
O O
O
NH
O
OH
docetaxel