Purification of natural products using centrifugal partition chromatography process : validation and scale-up
Purification de substances naturelles par chromatographie de partage centrifuge, validation et industrialisation du procédé
par Tsvetelina MANDOVA sous la direction de Raphaë¿l GROUGNET
Thèse de doctorat en Pharmacognosie
ED 563 Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries

Soutenue le vendredi 07 juin 2019 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Astéracées
  • Biomolécules actives
  • Centaurium erythraea
  • Chromatographie
  • Criblage pharmacologique
  • Extraits (pharmacie)
  • Fabacées
  • Produits naturels
  • Produits végétaux
  • Purification
Le texte intégral n’est pas librement disponible sur le web
Vous pouvez accéder au texte intégral de la thèse en vous authentifiant à l’aide des identifiants ENT d’Université Paris Cité, si vous en êtes membre, ou en demandant un accès extérieur, si vous pouvez justifier de de votre appartenance à un établissement français chargé d’une mission d’enseignement supérieur ou de recherche

Se connecter ou demander un accès au texte intégral

Les thèses de doctorat soutenues à Université Paris Cité sont déposées au format électronique

Consultation de la thèse sur d’autres sites :

Theses.fr

Description en anglais
Description en français
Mots clés
Purification, Substances naturelles, Chromatographie de Partage Centrifuge (CPC), Industrialisation
Resumé
Le processus général de criblage chimique et de caractérisation de nouvelles molécules bioactives à partir de matrices naturelles complexes, telles que les plantes, fait intervenir différentes étapes, guidées par des analyses phytochimiques et des évaluations biologiques. La Chromatographie de Partage Centrifuge (CPC) est une technique de chromatographie préparative moderne, employée pour le fractionnement d'extraits et la purification de produits naturels notamment d'origine végétale, reposant sur deux phases liquides non miscibles. L'une des deux phases de ce système biphasique est utilisée comme phase stationnaire et est maintenue dans la colonne, appelée rotor, grâce à la force centrifuge. La deuxième phase est utilisée comme phase mobile qui est alors pompée au travers de la phase stationnaire. Les solutés, ayant des coefficients de partage (Kd) différents dans le système biphasique préalablement sélectionné, sont ainsi séparés. Dans le cadre de cette thèse CIFRE, une collaboration entre l'Université Paris Descartes, la Faculté de Pharmacie, Le laboratoire de Pharmacognosie et l'entreprise Armen Instrument SAS (désormais Gilson Purification SAS), la composition chimique de plusieurs espèces végétales ont été étudiées et les composés actifs isolés essentiellement par CPC. Les principaux avantages cette technique reposent sur l'utilisation exclusive de fluides. L'absence de support solide permet de s'affranchir des problèmes d'adsorption irréversible et/ou de dégradation des solutés, et de génération de matériaux contaminés toxiques de type silice. En outre, la consommation de solvants est cinq à dix fois inférieure aux techniques de type HPLC. Tous ces aspects ont été exploités lors de ces travaux de thèse. Pendant la première année, l'étude chimique de l'extrait méthanolique de parties aériennes de Centaurium erythraea Rafn été menée à bien. Deux types de rotors ont été utilisés, un équipement conventionnel 250 mL en mode isocratique puis en mode gradient, et un équipement de nouvelle génération CPC 250 PROS. Ce dernier a été mis en oeuvre dans le cadre d'une approche couplée à une HPLC préparative avec détection par ESI-MS (Verity MS Gilson®). Les composées ciblés ont été isolés à l'état de pureté et le changement d'échelle sur rotor 1L et 6L a confirmé la répétabilité et la pertinence du procédé établi. Une partie importante des travaux de la seconde année a été consacrée à l'identification de composés dans une Asteraceae endémique des Balkans, Achillea clypeolata Sibth. & Sm. Un fractionnement par CPC a permis d'obtenir des fractions simplifiées, enrichies en composés ciblés. Puis, grâce à l'attribution d'une bourse de mobilité de l'Ecole Doctorale de l'Université Paris Descartes, un séjour de deux mois et demi a été programmé au sein du laboratoire de Pharmacognosie de l'Université de Sao Paulo - Ribeirão Preto (Brésil) specialisé sur la chimie des Asteraceae et la chimioinformatique. Les fractions issues de la CPC ont ainsi été criblées par une combinaison d'instruments analytiques (LCMS Orbitrap) et d'outils informatiques (MZmine,Xcalibur) de dernière génération. La troisième espèce végétale étudiée est Prosopis ruscifolia Griseb. une Fabaceae du Nord-Ouest Argentin dont l'extrait présente un fort potentiel d'inhibition des bactéries et champignons pathogènes des cultures agricoles. La dernière partie de la thèse traite la question de la productivité sur quatre rotors de la gamme CPC Gilson®. La qualité de la séparation entre deux composés proches- hydroquinone and pyrocatechol a été déterminée. La résolution (Rs) est le paramètre de référence pour la qualité de séparation entre ces deux composés.