The contribution of centrifugal partition chromatography to the phytochemical study of three plants used in traditional Sudanese medicine

Abstract

Ce travail de thèse est une contribution à l’étude phytochimique par Chromatographie de Partage Centrifuge (CPC), de trois plantes utilisées en médecine traditionnelle au Soudan : Aristolochia bracteolata (plante entière), Ziziphus spina-christi (feuilles) et Hydnora abyssinica (rhizomes). Ce travail a permis de mettre au point trois méthodologies de purification par CPC, applicables au fractionnement des acides aristolochiques, des flavonoïdes ou des proanthocyanidols (PAC). Dans ce contexte, la première partie de ce manuscrit est consacrée aux notions générales portant sur la CPC. La deuxième partie porte sur l’étude d’Aristolochia bracteolata. Cette plante est utilisée en médecine traditionnelle, malgré la présence d'acides aristolochiques qui confèrent une néphrotoxicité élevée. Ce travail a permis de mettre au point une méthode innovante pour l’isolement et la purification, avec un très haut niveau de pureté, des acides aristolochiques I, II et IIIa à partir d’un extrait brut, en une étape par CPC en mode d’échange d’ions forts (SIX-CPC). L’acide aristolochique IIIa n’avait jamais été décrit dans cette plante auparavant. Ces résultats ont fait l’objet d’une publication en 2015 dans Separation and Purification Technology. Dans la troisième partie de cette thèse, la CPC a été appliquée à l’isolement de flavonosides présents dans Z. spina-christi. Nous appuyant sur l’expérience du laboratoire dans l’extraction par CPC des flavonosides du Ginkgo biloba, nous proposons une méthodologie de purification utilisant les systèmes de solvant biphasiques EtOAc/n-BuOH/MeOH/H2O et EtOAc/n-BuOH/H2O à différents ratios en fonction de la polarité des flavonosides. Dans la dernière partie, l’étude phytochimique de Hydnora abyssinica a mis en évidence la présence de PACs, polymères de hauts poids moléculaires de flavanols. La méthodologie de fractionnement CPC, précédée d’un pré-fractionnement sur résine LH-20, a permis l’isolement pour la première fois dans cette plante de la katsumadine et du rhodioloside.This work was a contribution to the phytochemical study of three Sudanese medicinal plants: Aristolochia bracteolata (Whole plant), Ziziphus spina-christi (Leaves) and Hydnora abyssinica (Rhizomes). The specificity of this research program was to emphasize the application of Centrifugal Partition Chromatography (CPC) for the fractionation of these plants. Three specific CPC methodologies were developed for the purification of either aristolochic acids, flavonoids or proanthocyanidins (PACs). In this context, the first part of this manuscript was devoted to the presentation of the CPC methodology. The second part focused on the fractionation of crude extract of Aristolochia bracteolata. This plant is used in traditional medicine, in spite of the presence of aristolochic acids that confer a high nephrotoxicity. In this work was developed an innovating procedure for the isolation and purification in high purity of aristolochic acids I, II and IIIa, in one step from crude extract, using Strong Ions eXchange CPC (SIX-CPC). These results were published in 2015 in Separation and Purification Technology. In the third part, the flavonosides present in Z. spina-christi were isolated using CPC, either in normal or reverse elution mode, using two phases solvent systems EtOAc/n-BuOH/MeOH/H2O or EtOAc/n-BuOH/H2O with different ratios. In the last part, the phytochemical study of Hydnora abyssinica led to the fractionation of PACs, polymers of high molecular weight of flavanols. The CPC fractionation methodology, preceded by LH-20 resin pre-fractionation, allowed the isolation of katsumadine and rhodioloside