Étude des colorants de la garance

La garance des teinturiers (R. tinctorum) possède des colorants rouges situés dans le parenchyme cortical de ses racines. Ces molécules correspondent à des dérivés anthraquinoniques de nature différente : elles peuvent être soit de nature aglycones soit glycosylées. Les principaux composés aglycones sont la lucidine, l’alizarine et la purpurine.

Les molécules glycosylés sont composées d’une partie anthraquinonique (aglycone) et d’un primevérose (6-O-!-D-xylopyranosyl-!-D-glucose). Les composés glycosylés identifiés sont le primevéroside de lucidine, l’acide rubérythrique, la galiosine et le primevéroside de rubiadine. Ces molécules sont également les précurseurs des composés aglycones. En effet, lors de l’évolution de la maturité de la plante, ces précurseurs hétérosidiques subissent une hydrolyse enzymatique, correspondant à la rupture de la liaison entre le primevérose et l’anthraquinone, formant ainsi les aglycones. Le tableau 1.1 regroupe les composés anthraquinoniques identifiés par CLHP selon leur ordre d’élution et décrit les maxima d’absorption de chacune de ces molécules. A noter que ces colorants sont séparés à l’aide d’une colonne chromatographique possédant une phase stationnaire C18 et sont donc élués par ordre de polarité décroissante.

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Tableau 1.1. Données chromatographiques des anthraquinones de la garance.

Composé Numéro Temps de !max (nm)

de pic rétention (min)

Prim. lucidine A 5,4 203, 265, 406

Ac. rubérythrique B 6,0 199, 261, 334, 418

Galiosine C 10,1 201, 255, 288, 434

Prim. rubiadine D 12,3 203, 269, 412

Anthragallol E 18,0 208, 245, 283, 414

Lucidine F 18,6 203, 245, 280, 414

Alizarine G 19,8 199, 248, 428

Xanthopurpurine H 21,6 200, 245, 281, 416

Purpurine I 22,7 203, 256, 294, 481

Rubiadine J 26,9 203, 244, 278, 410

II.1.2. Structures chimiques et propriétés spectroscopiques

Les composés anthraquinoniques de la garance montrent un maximum d’absorption dans le domaine du visible à une longueur d’onde supérieure à 400 nm, mais la présence de substituant volumineux sur ces molécules, comme les primevéroses dans le cas des précurseurs glycosylés, peuvent perturber le déplacement électronique et modifier ainsi cette valeur. Le maximum d’absorption des composés glycosylés est en général plus faible que celui de leurs aglycones respectifs. Par exemple, l’acide rubérythrique (primevéroside d’alizarine) présente un maximum à 418 nm alors que celui de l’alizarine est à 428 nm. Cet effet hypsochrome a donc un impact direct sur la couleur de chaque constituant. Par contre, cet effet n’est pas observé entre le primevéroside de rubiadine et la rubiadine. Pour expliquer cette différence de longueur d’onde maximale d’absorption entre le composé glycosylé et son aglycone, nous allons observer l’impact des liaisons hydrogène intramoléculaires et plus précisément la perturbation de ces dernières due à un groupement glycosyle. Ces liaisons hydrogène présentes sur les anthraquinones de la garance ont déjà été étudiées, en particulier pour ce qui concerne leur influence sur l’ordre d’élution en chromatographie (Hovaneissian et al., 2007). Nous présentons ici un autre aspect, avec l’impact de ces liaisons hydrogène sur les propriétés spectroscopique UV/Visible des différentes molécules. La figure 1.14 montre les structures moléculaires des principales anthraquinones aglycones présentes dans la garance.

La présence d’un primevérose en position 3 sur la lucidine et en position 2 pour l’alizarine pour former respectivement le primevéroside de lucidine et l’acide rubérythrique va

incontestablement perturber, voire inhiber ces liaisons hydrogène, car ces deux positions sont en ortho de fonction(s) hydroxyle(s). En revanche, la présence d’un primevérose en position 3 sur la rubiadine, constituant le primevéroside de rubiadine, ne perturbe aucune liaison intramoléculaire. C’est la raison pour laquelle aucun effet hypsochrome n’est observé pour cette molécule.

Figure 1.14. Structure chimique de composés aglycones.

II.1.3. Comparaison de diverses espèces de garance ; cas de la garancine

Deux espèces de garance, R. tinctorum (Okhra, Roussillon, France) et R. peregrina (récoltée dans la région de Toulon), ont été analysées par chromatographie liquide. La composition chimique de la garancine, préparée au laboratoire à partir du précédent échantillon de R. tinctorum, a également était étudiée dans les mêmes conditions analytiques.

Cette dernière a été obtenue par hydrolyse acide des précurseurs anthraquinoniques glycosylés, en accord avec le protocole breveté par J.H. Fabre (Fabre, 1860). La modification de la garance par hydrolyse des précurseurs glycosylés pour former la garancine était très utilisée à l’époque. Elle se traduit par l’absence totale de ces précurseurs au profit des composés aglycones. En effectuant cette hydrolyse acide, il reproduisait l’hydrolyse enzymatique de la plante.

Les principales molécules présentes dans les racines de R. tinctorum (Figure 1.15a) sont des précurseurs glycosylés comme le primevéroside de lucidine (A), l’acide rubérythrique (B), la galiosine (C) et le primevéroside de rubiadine (D). Cet extrait contient

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également des composés aglycones en plus faibles quantités : la lucidine (F), l’alizarine (G) et la purpurine (I) ont été identifiées.

L’échantillon de R. peregrina (Figure 1.15b) contient aussi des composés glycosylés en grandes proportions comme le primevéroside de lucidine (A), la galiosine (C), le primevéroside de rubiadine (D) et un composé aglycone, la lucidine (F). En accord avec la littérature (Wouters, 2001), on peut noter dans cette espèce l’absence totale du noyau alizarine, que ce soit le précurseur glycosylés (acide rubérythrique) ou l’aglycone (alizarine).

Si on compare les deux espèces présentes dans le bassin méditerranéen (R. tinctorum et R.

peregrina), le noyau alizarine est bien le biomarqueur chimique de l’espèce R. tinctorum.

Enfin, l’importante proportion de composés glycosylés présents dans les deux espèces, 80%

pour R. tinctorum et 77% pour R. peregrina, démontre la jeunesse des plants.

Le chromatogramme de l’échantillon de garancine (Figure 1.15c) montre la seule présence de composés aglycones : la lucidine (F), l’alizarine (G), la purpurine (I) et la rubiadine (J). Tout d’abord, en comparaison avec l’espèce R. tinctorum, on peut noter la disparition des précurseurs glycosylés au profit de l’augmentation de l’aire des pics des aglycones. On peut également remarquer qu’aucun nouvel aglycone n'est apparu et qu’initialement, R. tinctorum contient à la fois les formes aglycones et hétérosidiques des mêmes composés. Le but de la fabrication de la garancine permet donc de concentrer la coloration de l’extrait c’est-à-dire d’augmenter la proportion des composés aglycones (de couleur rouge), comme l’alizarine et la purpurine, au détriment des précurseurs glycosylés (de couleur jaune). L’hydrolyse des ces composés peut être plus ou moins poussée afin d’obtenir différentes couleurs de garancine.

Ces observations seront utilisées lors de l’analyse des échantillons anciens prélevés au Palais du Roure et au Museon Arlaten.

Figure 1.15. Chromatogramme à 450 nm des extraits de R. tinctorum (a), R. peregrina (b) et de garancine (c).

a

A B

!C

D F

G I!

!A

C

!F

b

F

!G

!!I

J

c

!!!!D

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