Brevet FR3058722A1 — publié le 20180518

PROCEDE D'EXTRACTION DE COMPOSES TERPENIQUES OBJET DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé d'extraction de composés terpéniques à partir d'une composition de départ telle qu'une matière végétale, en particulier de parties de plantes de la famille des Iridacées, utilisant un solvant vert comprenant un lactate d'alkyle. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Les terpénoïdes sont des composés d'origine végétale, recherchés pour leurs propriétés odoriférantes et pharmaceutiques, notamment anti-néoplasiques et anti-bactériennes. Ils sont généralement extraits des plantes à l'aide de solvants organiques tels que l'hexane, le dichlorométhane ou les éthers. Les solvants organiques présentent toutefois des problèmes de toxicité et entraînent des coûts de retraitement importants pour limiter leur impact environnemental. Il serait donc utile de disposer d'un procédé d'extraction de terpénoïdes qui soit plus respectueux de l'environnement mais présente la même efficacité que les procédés utilisant des solvants organiques, notamment un rendement d'extraction au moins aussi élevé. Un exemple d'un procédé utilisant un solvant moins toxique pour l'extraction de triterpénoïdes de type iridals est décrit dans les documents FR 2 746 645 et WO 97/36604. Il comprend la mise en contact d'un broyat de parties végétales d'Iris avec de l'éthanol à 70% (v/v). Toutefois, ce procédé ne permet pas d'extraire sélectivement les iridals et il doit nécessairement comprendre une étape ultérieure de dilution dans l'eau de la phase éthanolique éventuellement concentrée, puis de lavage de la phase aqueuse résultante avec un solvant tel que l'éther diéthylique, la phase éthérée étant ensuite récupérée, évaporée à sec, puis reprise dans l'éthanol, afin d'obtenir des iridals avec une pureté acceptable. Un procédé similaire d'extraction des triterpènes d'Iris est décrit dans le document FR 2 620 702. Le lactate d'éthyle est un solvant "vert" qui constitue une alternative intéressante aux solvants organiques tels que l'hexane, dans la mesure où il est biodégradable, renouvelable, non polluant et non cancérigène. Toutefois, son utilisation dans le domaine de la phytochimie se heurte à un 3058722 2 inconvénient de taille, dans la mesure où il n'est pas volatil. Il est donc généralement séparé par distillation des composés extraits. Or, un chauffage prolongé à haute température est susceptible de dégrader les composés sensibles à l'oxydation et affecte négativement l'économie du procédé d'extraction. L'utilisation du lactate d'éthyle comme solvant d'extraction a donc à ce jour été 5 limitée à l'extraction de phytostérols (US-7,368,138) et/ou à des procédés impliquant un traitement de la matière végétale à l'aide d'un agent anti-oxydant, tel qu'un tocophérol, destiné à éviter la dégradation des composés sensibles tels que les caroténoïdes, qui sont des tétraterpénoïdes (US-7,572,468). L'application du lactate d'éthyle à l'extraction d'autres composés terpéniques, en particulier de triterpénoïdes, requiert par conséquent une adaptation 10 des procédés d'extraction classiques. Dans ce contexte, les Demandeurs ont mis au point un procédé simple, peu coûteux et efficace d'extraction de composés terpéniques à l'aide de lactate d'alkyle. 15 RESUME DE L'INVENTION L'invention a pour objet un procédé d'extraction de composés terpéniques à partir d'une composition de départ, comprenant les étapes successives consistant à : a) extraire la composition de départ à l'aide d'un procédé physique, dans un solvant comprenant 20 un lactate d'alkyle, b) traiter la suspension obtenue pour éliminer la fraction solide et récupérer la fraction liquide, c) diluer la fraction liquide avec de l'eau pour obtenir un mélange contenant de l'eau et le lactate d'alkyle et un colloïde contenant des composés terpéniques, d) éventuellement, récupérer le colloïde, 25 e) congeler le mélange éventuellement dépourvu du colloïde pour obtenir une phase lourde contenant le lactate d'alkyle, une phase légère contenant de l'eau sous forme solide et éventuellement une phase intermédiaire contenant les composés terpéniques qui n'ont pas été récupérés à l'étape d), f) éventuellement, faire fondre ledit mélange congelé, et 30 g) récupérer la phase lourde et, le cas échéant, ladite phase intermédiaire. 3058722 3 DESCRIPTION DETAILLEE Le procédé selon l'invention vise à extraire des composés terpéniques contenus dans une composition de départ. 5 Par "composés terpéniques", on entend à la fois les terpènes, qui sont des hydrocarbures dérivant d'unités isopréniques à cinq atomes de carbone, assemblées pour former des structures linéaires ou cycliques, et les terpénoïdes (ou isoprénoïdes), qui sont des composés organiques lipophiles dérivant des terpènes cycliques par l'ajout d'un ou plusieurs groupements 10 fonctionnels tels qu'un alcool ou un aldéhyde. Les terpènes et terpénoïdes sont des composés odoriférants. Des exemples de composés terpéniques incluent le bornane, le limonène, le pinène, le myrcène, l'eugénol, le bisabolane, les iridals, le citral, le menthol, l'eucalyptol, le camphre, le linalol et le bisabolol. Les composés terpéniques préférés selon l'invention sont les triterpénoïdes (C30) cycliques, avantageusement les iridals et plus préférentiellement les 15 bicycloiridals. La composition de départ, contenant ces composés terpéniques, peut être un mélange de composés obtenu par synthèse chimique ou de préférence une matière végétale. Dans ce dernier cas, elle se présente avantageusement sous forme solide ou sous forme de dispersion. Par 20 "matière végétale", on entend une plante entière ou avantageusement une partie de plante, en particulier comprenant ou constituée de l'un au moins de ses organes aériens (bourgeons, tiges, feuilles, fleurs) et/ou souterrains (racines, rhizomes). La plante considérée peut être tout végétal produisant des composés terpéniques. Des exemples de telles plantes comprennent notamment celles appartenant aux familles des iridacées, des astéracées, des apiacées, des myrtacées (telles 25 que l'eucalyptus et le giroflier), ainsi que la cannelle, le gingembre, le romarin, la menthe, la lavande, la camomille, le thym, la coriandre et le cannabis, sans que cette liste ne soit limitative. On préfère selon l'invention utiliser une partie de plante de la famille des Iridacées, préférentiellement les rhizomes et/ou les feuilles des plantes de la famille des Iridacées, plus 30 particulièrement celles du genre Iris et préférentiellement les espèces Iris pallida, Iris germanica, Iris florentina, Iris versicolor, Iris sibirica et Iris pseudacorus. Selon une forme d'exécution particulièrement préférée de l'invention, on utilise une partie de plante de l'espèce Iris pallida. 3058722 4 Dans un mode de réalisation, la matière végétale est lavée à l'eau, pelée, concassée, broyée et/ou séchée avant d'être mise en oeuvre dans le procédé selon l'invention. Dans la première étape du procédé selon l'invention, la composition de départ est mise en 5 contact avec un solvant d'extraction comprenant un lactate d'alkyle, généralement un lactate d'alkyle en C1-C3 et préférentiellement le lactate de méthyle ou d'éthyle, mieux, le lactate d'éthyle. Dans un mode de réalisation, le solvant d'extraction comprend en outre de l'éthanol, dans un rapport volumique de l'éthanol au lactate d'alkyle compris entre 5 et 80% et de préférence entre 20 et 50%. Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, le solvant 10 d'extraction ne renferme pas d'autre solvant que le lactate d'alkyle et éventuellement l'éthanol. Cette étape de mise en contact peut être effectuée par tout procédé physique adéquat et notamment par macération, mélange aux ultrasons ou passage au micro-ondes du mélange de la composition de départ avec le lactate d'alkyle. Cette étape est généralement mise en oeuvre 15 sous agitation, à une température de 0 à 40°C, de préférence de 20 à 25°C, pendant une durée allant par exemple de 20 à 72 heures, notamment de 40 à 60 heures. La quantité de solvant mise en oeuvre doit être suffisante pour mouiller la composition de départ et peut par exemple être comprise entre 1 et 2 litres de solvant par kilogramme de composition de départ. 20 La suspension obtenue est ensuite traitée pour éliminer la fraction solide et récupérer la fraction liquide. Cette étape de traitement peut être effectuée par filtration, centrifugation ou à l'aide d'une membrane, de préférence par filtration. Dans le cas où de l'éthanol est utilisé comme cosolvant, le procédé comprend en outre une étape b') d'évaporation de l'éthanol, de préférence à une température inférieure à 40°C, plus préférentiellement à une température de 28 à 35°C, 25 après l'étape b) de filtration et avant l'étape c) décrite ci-dessous. La fraction liquide renferme les composés terpéniques recherchés, solubilisés dans le lactate d'alkyle. Le lactate d'alkyle ne pouvant être évaporé, les inventeurs ont mis au point un procédé simple et peu coûteux permettant de rompre la solubilité du terpène dans le lactate d'alkyle, 30 consistant à diluer la fraction liquide avec de l'eau, de façon à augmenter la polarité de cette fraction et et à obtenir ainsi un mélange homogène contenant de l'eau et du lactate d'alkyle et un colloïde contenant les composés terpéniques recherchés, qui ne sont pas solubles dans le mélange d'eau et de lactate d'alkyle. Dans cette étape, qui peut être réalisée à température 3058722 5 ambiante, le rapport volumique de l'eau à la fraction liquide est généralement compris entre 10:1 et 50:1, par exemple entre 10:1 et 20:1. Le colloïde peut alors être récupéré par tout moyen appproprié, notamment par filtration ou par 5 utilisation d'agents flocculants ou encore par centrifugation. En variante, les composés terpéniques peuvent ne pas être récupérés à ce stade, mais après une étape de congélation / décongélation qui sera décrite ci-après. Selon encore une autre variante, une partie des composés terpéniques peut être récupérée dans cette étape et une autre partie dans la suite du procédé, comme décrit ci-après. 10 Ainsi, le procédé selon l'invention comprend les modes de réalisation suivants, qui sont mis en oeuvre à l'issue de l'étape c) : - un procédé comprenant les étapes successives consistant à : (d) récupérer le colloïde, (e) congeler le mélange dépourvu du colloïde pour obtenir une phase lourde contenant le lactate 15 d'alkyle et une phase légère contenant de l'eau sous forme solide, (g) récupérer la phase lourde ; - un procédé comprenant les étapes successives consistant à: (e) congeler le mélange contenant le colloïde pour obtenir une phase lourde contenant le lactate d'alkyle, une phase légère contenant de l'eau sous forme solide et une phase intermédiaire contenant les composés terpéniques, (f) faire fondre ledit mélange congelé, et (g) récupérer la phase lourde et ladite 20 phase intermédiaire ; - un procédé comprenant les étapes successives consistant à : (d) récupérer le colloïde, (e) congeler le mélange dépourvu du colloïde pour obtenir une phase lourde contenant le lactate d'alkyle, une phase légère contenant de l'eau sous forme solide et une phase intermédiaire contenant les composés terpéniques qui n'ont pas été récupérés à l'étape (d), (f) faire fondre 25 ledit mélange congelé, et (g) récupérer la phase lourde et ladite phase intermédiaire. Le procédé selon l'invention comprend ensuite une étape de congélation du mélange (dépourvu ou non du colloïde) pour obtenir une phase lourde contenant du lactate d'éthyle, une phase légère contenant de l'eau sous forme solide et éventuellement une phase intermédiaire contenant 30 les composés terpéniques qui n'ont pas été récupérés à l'étape précédente. On comprend que l'étape de congélation permet de séparer le lactate d'alkyle de l'eau et/ou des composés recherchés, en s'affranchissant des problèmes liés à la faible volatilité du lactate d'alkyle. Cette étape est mise en oeuvre à une température de -5 à -30°C, de préférence de -10 à -20°C, pendant une durée suffisante (par exemple de 1 à 10 jours) pour observer une séparation de phase entre 3058722 6 le lactate d'éthyle, qui constituera la phase lourde du mélange, et l'eau, moins dense que le lactate d'alkyle et qui constituera la phase légère du mélange. Dans le cas où la phase intermédiaire est absente, il est possible, à l'issue de cette étape, de 5 récupérer directement le lactate d'alkyle pour pouvoir le recycler dans le procédé, par exemple à l'aide d'un robinet de fond de cuve. Dans le cas où une phase intermédiaire est présente, le procédé comprend une étape supplémentaire consistant à faire fondre le mélange, généralement en le ramenant à température ambiante, de manière à pouvoir récupérer le lactate d'alkyle, puis la phase intermédiaire contenant les composés terpéniques recherchés. Si nécessaire, un ou 10 plusieurs cycles de congélation / décongélation peuvent être mis en oeuvre pour former la phase intermédiaire. En outre, les étapes de congélation / décongélation / récupération du lactate d'alkyle (étapes e) à g) du procédé selon l'invention) peuvent ainsi être répétées pour obtenir une phase lourde 15 purifiée et éventuellement augmenter le taux de composés terpéniques récupérés. Ce procédé peut en outre comprendre une étape consistant à mélanger le colloïde récupéré à l'étape d) avec la phase intermédiaire issue de l'étape g). 20 Le rendement du procédé d'extraction selon l'invention, ainsi que la nature chimique des composés terpéniques obtenus dépendront de la composition de départ, notamment de la matière végétale, mise en oeuvre. Dans le cas des plantes du genre Iris, les iridals pourront par ailleurs se trouver sous forme réduite, ou le cas échéant sous forme oxydée, ou encore déshydratée, conduisant à des structures cycliques ou polymérisées. En particulier, la chaîne 25 latérale des iridals peut comporter des doubles liaisons résultant de déshydratations ou de déshydrogénations des iridals naturels, ou peut être hydroxylée. Ils peuvent également être obtenus sous forme hydroxylée ou estérifiée, par exemple avec des acides gras, ou éthérifiée. Dans le cas où la matière végétale relève du genre Iris, il est ainsi possible d'obtenir 30 sélectivement un ou plusieurs iridals choisis parmi : les monocycloiridals, comprenant plus spécialement l'iridal (21-désoxy-iridogermanal), le 16-0- acétyl-isoiridogermanal, le 17- hydroxyiridal, le 26-hydroxyiridal, le 17,26-dihydroxyiridal, le 21-hydroxyiridal (iridogermanal), le I 0-désoxy-2 I -hydroxyiridal (I 0-désoxy-iridogermanal), le I 0-désoxy-17- hydroxyiridal, l'iriversical, le 16,17-didéhydro-26-acétoxy-iriversical, le 16,17-didéhydro- 3058722 7 iridal, le 16,17-didéhydro-26-hydroxy-iridal et le 17,29-didéhydroiridal ; les bicycloiridals comprenant notamment l'iriflorental, l'iripallidal, l'a-irigermanal, le y-irigermanal et le désoxyiripallidal ; et les dérivés spiraniques tels que le spiroiridal, le 29-hydroxy-spiroiridal, le 29- acétoxyspiroiridal, le bélamcandal et le 28-déacétyl-bélamcandal ; et leurs mélanges. 5 Le procédé selon l'invention permet plus particulièrement d'extraire des bibycloiridals, tels que l'iriflorental et l'iripallidal. Les composés terpéniques peuvent ensuite être purifiés selon toute technique appropriée, 10 notamment par chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC). Les iridals peuvent avantageusement être utilisés comme principes actifs pharmaceutiques, notamment dans le traitement de cancers ou de la malaria. Dans ces applications, ils sont généralement inclus en quantité efficace dans une composition comprenant un milieu 15 pharmaceutiquement acceptable, adaptée en particulier à une administration par voie orale ou par injection intraveineuse, sous-cutanée ou intra-musculaire. En variante, les iridals peuvent être convertis en irones selon tout procédé connu de l'homme de l'art, afin d'être utilisés comme constituants de parfums dans l'industrie cosmétique ou la 20 parfumerie ou comme arômes alimentaires. Les irones présentent en effet une odeur caractéristique de violette qui est très recherchée. La conversion des iridals en irones, en particulier en ci-irone, 13-irone et/ou y-irone, peut notamment être effectuée par voie microbiologique, notamment par voie enzymatique, en 25 présence d'un système peroxydant comprenant de l'eau oxygénée et une peroxydase ou de l'oxygène et une lipoxygénase, éventuellement en présence d'un substrat de l'enzyme (comme décrit notamment dans EP 0 443 926), ou en soumettant les iridals à l'action d'un microorganisme du genre Botryotinia ou Sclerotinia ou encore par oxydation permanganique (comme décrit notamment dans FR 2 620 702). L'irone recherchée peut ensuite être obtenue par 30 entraînement à la vapeur, hydrodistillation ou extraction à l'aide d'un fluide supercritique ou d'un solvant non miscible à l'eau. 3058722 8 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La Figure 1 représente le chromatogramme HPLC à 242 nm de l'extrait d'Iris pallida obtenu suivant l'Exemple 1, par extraction au lactate d'éthyle, ainsi que les spectres UV-visible a) à c) 5 des composés à 14,996 min, 16,671 min et 16,244 min, respectivement. EXEMPLES L'invention sera mieux comprise à la lumière de l'exemple suivant, qui est donné à titre 10 purement illustratif et n'a pas pour but de limiter la portée de l'invention, définie par les revendications annexées. Exemple : Extraction d'iridals 15 On a préparé un extrait enrichi en iridals à partir de rhizomes d'Iris pallida conformément au procédé selon l'invention. Pour ce faire, on a lavé à l'eau et broyé 1,5 kg de rhizomes d'Iris pallida. On a fait macérer ce broyat dans un mélange de 2 L de lactate d'éthyle et d'éthanol (60/40, v/v), sous agitation, 20 pendant 48 h à température ambiante. Le mélange a ensuite été filtré et essoré pour éliminer la fraction solide et la fraction liquide a été récupérée. L'alcool a alors été évaporé sous vide à l'aide d'un évaporateur rotatif Après évaporation, il restait 1,2 L d'une phase organique à base de lactate d'éthyle renfermant les composés recherchés. Cette phase organique a été diluée et homogénéisée dans 15 L d'eau, au sein d'un contenant comprenant un robinet en fond de cuve. 25 On a observé la formation d'un précipité blanchâtre colloïdal, comprenant les composés recherchés. Le mélange d'eau et de lactate d'éthyle a ensuite été placé à -20°C pendant 2 jours, jusqu'à ce que l'eau se trouve congelée et que le lactate d'éthyle ait décanté en fond de cuve. Le mélange a ensuite été décongelé, puis recongelé à nouveau pendant 2 jours. Au total, 5 cycles de congélation / décongélation ont été effectués. Lors de la dernière décongélation, on observait 30 un système triphasique, constitué d'une partie supérieure composée d'eau claire, d'une phase intermédiaire renfermant les iridals ayant précipité et d'une partie inférieure contenant le lactate d'éthyle. Le lactate d'éthyle a été retiré au moyen du robinet de fond de cuve, puis les phases supérieure et intermédiaire ont été filtrées et centrifugées de façon à récupérer l'ensemble des agrégats 3058722 9 formés. La matière ainsi récupérée a été reprise avec un volume minimal d'éthanol, de façon à nettoyer les filtres et appareillages. Enfin, après ajout d'eau et évaporation de l'alcool, les composés recherchés ont été lyophilisés. On a ainsi obtenu 12g d'une poudre riche en iridals, soit un rendement de 0,8% à partir des rhizomes. 5 Caractérisation de l'extrait L'extrait obtenu comme décrit ci-dessus a été analysé par HPLC. L'analyse a été effectuée à l'aide d'une chaine HPLC Agilente1100 équipée d'un dégazeur, d'une pompe quaternaire basse pression, d'un passeur automatique, d'un détecteur UV-Visible- 10 DAB (200 nm à 800 nm) et d'une colonne Prontosil® C18 (250 x 4,0 mm ; 5um, 120À). La phase mobile était composée d'eau (solvant A) et d'acétonitrile (solvant B). L'élution a été réalisée à 1 mL/min selon le gradient décrit dans le Tableau 1. 10 ut, d'une solution méthanolique de l'extrait à 2 mg/mL ont été injectés. La détection a été effectuée à 242 nm et 280 nm. 15 T %B (min) (acétonitrile) 0 60 5 60 8 68 13 68 16 69 21 69 24 71 29 71 32 100 37 100 40 60 45 60 Tableau 1 Sur la Figure 1, les pics des composés entre 14 et 17 min sont tous des composés de la famille 20 des bicycloiridals. Ces bicycloiridals présentent un maximum d'absorption proche de 240 nm. 3058722 10 Le pic au temps de rétention de 14,996 min correspond à l'iriflorental et celui à 16,761 à l'iripallidal. Le 3ème pic à 16,244 min pourrait correspondre à un isomère des bicycloiridals précédents. Le dosage sur l'extrait brut indique qu'il est composé de 15 % d'iriflorental et de 17,6 % d'iripallidal, soit un total pour les deux bicycloiridals de 33,6 %. REVENDICATIONS1. Procédé d'extraction de composés terpéniques à partir d'une composition de départ, comprenant les étapes successives consistant à: a) extraire la composition de départ à l'aide d'un procédé physique, dans un solvant comprenant un lactate d'alkyle, b) traiter la suspension obtenue pour éliminer la fraction solide et récupérer la fraction liquide, c) diluer la fraction liquide avec de l'eau pour obtenir un mélange contenant de l'eau et le lactate d'alkyle et un colloïde contenant des composés terpéniques, d) éventuellement, récupérer le colloïde, e) congeler le mélange éventuellement dépourvu du colloïde pour obtenir une phase lourde contenant le lactate d'alkyle, une phase légère contenant de l'eau sous forme solide et éventuellement une phase intermédiaire contenant les composés terpéniques qui n'ont pas été récupérés à l'étape d), f) éventuellement, faire fondre ledit mélange congelé, et g) récupérer la phase lourde et, le cas échéant, ladite phase intermédiaire. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes e) à g) sont répétées pour obtenir une phase lourde purifiée. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le solvant comprend en outre de l'éthanol, dans un rapport volumique de l'éthanol au lactate d'alkyle compris entre 5 et 80%, et en ce que le procédé comprend en outre une étape b') d'évaporation de l'éthanol, de préférence à une température inférieure à 40°C, entre les étapes b) et c). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à mélanger le colloïde récupéré à l'étape d) avec la phase intermédiaire issue de l'étape g). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le lactate d'alkyle est choisi parmi les lactates d'alkyle en C1-C3, de préférence parmi le lactate de méthyle et le lactate d'éthyle, plus préférentiellement le lactate d'éthyle. 3058722 12 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la composition de départ est constituée d'une matière végétale choisie parmi les parties de plantes, de préférence les rhizomes et/ou les feuilles, des plantes de la famille des Iridacées. 5 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les plantes sont choisies parmi celles du genre Iris et préférentiellement parmi les espèces Iris pallida, Iris germanica, Iris florentina, Iris ver, sicolor , Iris sibirica et Iris pseudacorus, plus préférentiellement Iris pallida. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les composés 10 terpéniques sont des triterpénoïdes cycliques. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les composés terpéniques sont des iridals, de préférence des bicycloiridals tels que l'iripallidal et l'iriflorental.