FR3079831A1 - Procede d’extraction d’oligofucanes et ses applications - Google Patents

Procede d’extraction d’oligofucanes et ses applications Download PDF

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Abstract

L'objet de la présente invention concerne un procédé d'extraction d'oligo fucane à partir d'algues brunes, les compositions résultats de cette extraction, ainsi que leurs applications.

Description

La présente invention concerne un procédé d’obtention d’oligofucanes en tant qu’intermédiaires de synthèse à partir d’algues brunes. La présente invention concerne également les oligofucanes en tant que tels issus du procédé selon l’invention et leurs applications.
Les algues brunes, tels que les laminaires, sont une source naturelle peu onéreuse et relativement facile à obtenir. Il y a donc un intérêt à utiliser ces algues brunes comme matière première de produits chimiques, lesquels produits seraient bien plus complexes à obtenir par des voies synthétiques. Les produits naturels connus trouvés dans ces algues comprennent les alginates, certains polyphénols et les fucanes, parmi d’autres molécules.
Les fucanes sont des polysaccharides, à base de fucose, de haut poids moléculaire (allant jusqu’à plusieurs centaines de milliers de Daltons). Les oligofucanes sont des fucanes de bas poids moléculaires par rapport aux fucanes naturels. Les oligofucanes présentent classiquement une masse comprise entre 10 000 et 60 000 Da.
Il parait donc opportun d’utiliser cette source naturelle pour obtenir du fucose ou des oligomères (1, 2, 3, 4, 5 unités) de fucose. Or, et bien que les fucanes présentent des caractéristiques communes (taux spécifiques de sulfatation et une certaine richesse en fucose), il existe différents types de fucanes. Les fucanes diffèrent les uns des autres par la présence d’acides uroniques ou d’autres sucres que le fucose dans leurs structures. Les molécules de fucane sont généralement linéaires plus ou moins substituées. Certains fucanes sont d’ailleurs relativement très ramifiés. Il découle de cette variabilité structurelle une variabilité des propriétés physico-chimiques, voire biologiques.
En termes de procédés d’obtention, les procédés actuels pour obtenir les fucanes natifs (de haut poids moléculaires) à partir d’algues brunes impliquent par exemple futilisation, entre autres, d'une extraction aqueuse à chaud (60 à 95°C) suivie d'opérations de clarification, purification, concentration et éventuellement séchage. Le degré de pureté peut ainsi atteindre et dépasser les 90% selon les conditions opératoires. Toutefois, les fucanes obtenus sont caractéristiques du type d’algue traitée : taux de sulfatation, nature et quantité d’autres saccharides/polysaccharides présents, produits secondaires liés au traitement dans l’environnement spécifique à l’algue, etc.
L’obtention industrielle d’oligofucanes (de bas poids moléculaire) passe aujourd’hui classiquement par la dépolymérisation des fucanes naturels isolés de ces algues. Le haut degré de polymérisation des fucanes trouvés dans la nature impose un traitement permettant d’abaisser leurs poids moléculaires. A titre d’illustration, dans EP 0403377 il est décrit différentes techniques d’obtention d’oligofucanes, impliquant le traitement d’extraits d’algues (eux-mêmes obtenus par traitement d’acide chlorhydrique) par l’acide sulfurique, un traitement enzymatique ou un traitement par rayonnement. Les techniques décrites dans EP 0403377 ont été reprises à diverses occasions dans l’art antérieur (e.g. EP3156078 ; US2009043399 ; US6828307 ; W02006079698 ; WO 03062412 ; FR2797768). A ce jour, seuls des procédés industriels ou potentiellement industrialisables permettant l’obtention d’oligofucanes de masses supérieures à 2 000 Da (au plus bas) sont connus.
Il y a plusieurs explications à ceci. D’une part, les fucanes sont des molécules relativement réactives. Ainsi, les fucanes peuvent réagir lors de leur dépolymérisation avec d’autres composés trouvés dans les algues, tels que les protéines ou les polyphénols, ce qui occasionne des composés secondaires, et/ou des difficultés d’extraction et de purification. D’autre part, il n’est pas nécessaire de dépolymériser totalement les fucanes pour obtenir des produits actifs biologiquement. Il ne semble donc pas nécessaire, utile ou souhaitable au regard de l’art antérieur de pousser la dépolymérisation plus loin qu’à des valeurs de masse inférieures à 5 000, voire 2000 Da, pour obtenir des produits biologiquement actifs.
De plus, et comme évoqué si dessus, la nature des fucanes peut varier d’une espèce d’algue à une autre, par exemple avec l’intégration d’autres dérivés saccharidique que le fiicose. Ainsi, s’il est possible de procéder à la dépolymérisation des fucanes après leur isolement de l’extrait d’algue (i.e. matière fraîche ou très faiblement traitée -telle que séchée ou formolée) leur nature chimique variable (les polymères contiennes d’autres sucres que le fiicose) rend ce procédé spécifique à l’obtention d’un produit lui-même spécifique au type d’algue traité.
L’un des objectifs de la présente invention est d’ailleurs la généralisation à tout type d’algues brunes contenant des fucanes d’un procédé industriel de production d’oligofucanes, eux-mêmes utiles dans l’obtention de fiicose ou d’oligomères de fiicose.
Il a été trouvé de manière inattendue que l’enrichissement en groupement sulfates des oligofucanes de poids moléculaires inférieur à 2000 Da facilite l’obtention et l’isolement de ces oligofucanes, d’une manière par ailleurs utilisable par la suite pour la production d’oligomères de fucose.
Ainsi, l’objet de la présente invention permet la génération d’une famille facilement isolable d’entités chimiques, potentiels intermédiaires de synthèse de fiicose et d’oligomères de fucose.
Outre ces aspects de synthèse, depuis leur connaissance, les oligofucanes ont trouvé plusieurs applications dans les domaines de la santé et la cosmétique. Leur petite taille, par rapport aux fiicanes de plus large taille, leur permet en effet d’afficher des activités biologiques utilisables dans le domaine de la santé humaine ou animale (modulation de la coagulation, de l’inflammation, de l’angiogenèse), ou en cosmétique humaine, alors que leurs homologues de plus haut poids moléculaire sont très souvent bloqués au niveau des barrières vivantes (barrière cutanée, membranes cellulaires, etc.).
Ainsi, les intermédiaires de synthèse produits et isolés lors de la présente invention présentent des caractéristiques biologiques intéressantes applicables par exemple dans les domaines de la santé et de la cosmétique.
RESUME DE L’INVENTION
L’objet de la présente invention concerne un procédé d’obtention d’une composition d’au moins un oligofiicane à partir d’au moins une macroalgue brune comprenant les étapes successives suivantes :
(a) dépolymérisation des fucanes présents, par exemple par voie chimique, physique et/ou enzymatique , (b) purification des oligofucanes de masse inférieure à M, obtenus à l’étape (a), (c) récupération des oligofucanes purifiés de l’étape (b) ;
ledit procédé étant caractérisé en ce que :
il comprend une étape (al) d’enrichissement en groupements sulfates présents sur les fucanes et/ou les oligofucanes, préférentiellement lors de l’étape (a) de dépolymérisation, et
M est inférieur à 5000 Da, préférentiellement inférieur à 2000 Da.
L’objet de la présente invention concerne donc une composition comprenant au moins un oligofucane, ou un sel de celui-ci, susceptible d’être obtenu selon le procédé de l’invention. Préférentiellement, la composition de la présente invention a un taux de soufre supérieur à 15 %, préférentiellement supérieur à 25 %, en masse par rapport à la masse sèche de la composition. Préférentiellement, la composition de la présente invention comprend au moins 10%, préférentiellement au moins 90%, en masse sèche d’oligofiicane par rapport à la masse sèche de composition.
De manière plus précise, la composition selon la présente invention est caractérisée en ce qu’elle présente au moins un oligofiicane de Formule (A) suivante :
Figure FR3079831A1_D0001
Formule (A) dans laquelle :
XI, X2, X3 et X4 représentent indépendamment les uns des autres -H, une charge négative, -SO3H, ou -SO3·, le(s) carbone(s) numéroté(s) 2 sont de configurations alpha ou beta, indépendamment les uns des autres, n est (un nombre entier) compris entre 1 et 5, préférentiellement entre 1 et 4 ou un sel de Foligofiicane de Formule (A).
L’objet de la présente invention concerne également un oligofiicane de formule (A) telle que définie ci-dessus, XI, X2 et X3 ne pouvant pas tous représenter -H lorsque X4 représente -H.
L’objet de la présente invention concerne en outre l’utilisation cosmétique d’une composition ou d’un oligofiicane selon la présente invention, préférentiellement pour leurs actions anti-âge, antirides et/ou raffermissant sur la peau.
L’objet de la présente invention concerne par ailleurs une composition ou un oligofiicane selon la présente invention destinée à une utilisation en tant que médicament. Ladite composition selon la présente invention est préférentiellement destinée au traitement de l’inflammation, de l’arthrose, de l’angiogénèse et/ou de l’obésité. Ledit oligofiicane selon la présente invention est préférentiellement destiné au traitement de l’inflammation, de l’arthrose, de l’angiogénèse et/ou de l’obésité.
L’objet de la présente invention concerne l’utilisation d’une composition ou d’un oligofiicane selon la présente invention en tant qu’intermédiaire de synthèse dans la synthèse d’un oligofiicose ou de fiicose.
DEFINITIONS
Les « fucanes » sont des polymères de fucose-sulfate. Par exemple, il peut s’agir de polymères d’a-l,2-L-fucose-4-sulfate. Les fucanes sont caractérisés par leurs tailles pouvant atteindre plusieurs centaines de milliers de Daltons (Da).
Les « oligofucanes » sont des fucanes de taille comprise entre 0 et quelques milliers de Daltons. Dans le cadre de la présente invention, les oligofucanes sont de tailles inférieures à 5 000 Da, préférentiellement inférieurs à 2 000 Da.
Par « macroalgue brune », dans le cadre de la présente invention, il est compris des algues de couleur brune comme communément ainsi appelé dans l’état de la technique. Plus particulièrement, dans le cadre de la présente invention, une macroalgue brune peut être fraîche, formolée et/ou sèche, préférentiellement choisie dans le groupe constitué de Ascophyllum sp, Fucus sp, Lamaniria sp, Euchema sp, Macrocystis sp et Alaria sp, par exemple sous formes fraîches, formolées et/ou sèches. De manière préférée, les macroalgues brunes utilisées dans le procédé de la présente invention sont Lamaniria dititata et/ou Lamaniria hyperborea, par exemple sous formes fraîches, formolées et/ou sèches.
Par « dépolymérisation », dans le cadre de la présente invention, il s’agit du procédé d’abaissement de la taille des polymères (i.e. des fucanes ou oligofucanes), par exemple par hydrolyse dans un milieu aqueux, ou par l’action d’une enzyme.
Par « voie chimique », la définition générale d’une réaction chimique est applicable dans le cadre de la présente invention. Par « voie physique », dans le cadre de la présente invention, il est compris toute application d’au moins une méthode physique, c’est-à-dire impliquant un phénomène physique tel qu’un rayonnement ou encore une onde. Un exemple de voie physique est le traitement ultraviolet, par la chaleur, ou encore par rayonnement gamma. Par « voie enzymatique », la définition générale d’une réaction enzymatique est applicable dans le cadre de la présente invention, à savoir l’implication d’une ou de plusieurs enzymes ayant permis une réaction chimique.
Par « enrichissement en groupements sulfates », dans le cadre de la présente invention, il est compris que la quantité de groupements sulfates est augmentée dans le(s) produit(s) issu(s) du procédé selon l’invention. Ainsi, l’un des moyens pour caractériser l’enrichissement en groupements sulfates est une comparaison du taux (massique) de soufre du produit final par rapport au produit de départ, ou assimilable au produit de départ (s’agissant d’un enrichissement en sulfate des fucanes avant traitement). Les techniques usuelles d’analyses telles qu’une analyse élémentaire, et/ou une spectrométrie de masse éventuellement couplée à une chromotographie liquide ou gazeuse, etc. permettent cela précisément.
Dans le cadre de la présente invention et en accord avec la pratique, par « liaison alpha », il est compris que les liaisons -C-O- sont dirigées en dessous du plan moyen constitué par le cycle hexagonal de l’unité saccharidique des formules chimiques de sucres décrites présentement.
Dans le cadre de la présente invention et en accord avec la pratique, par « liaison béta », il est compris que les liaisons -C-O- sont dirigées au-dessus du plan moyen constitué par le cycle hexagonal de l’unité saccharidique des formules chimiques de sucres décrites présentement.
Par « sel », il est compris tout type de sel tel que classiquement connu dans l’art. Ainsi, et même si un sel est caractérisé par le contre-ion de la molécule d’intérêt, ici en précisant une « charge négative » sur les oligofucanes de la présente invention, il est implicite que par « sel de celui-ci » l’expression concerne le contre-ion positif, qu’il soit minéral ou organique. Par « organique » il est classiquement compris tout produit comprenant au moins un groupement « -C-H » ; les autres molécules étant considérés comme des minéraux. Classiquement, dans le cadre de la présente invention, le contre-ion positif peut-être minéral, par exemple choisi dans la liste consistant en les ions aluminium (Al3+), ammonium (NHA), argent (Ag+), baryum (Ba2+), calcium (Ca2+), chrome II (Cr2*), chrome III (Cr3*), cobalt (Co2+), cuivre I (Cu+), cuivre II (Cu2+), étain II (Sn2+), étain IV (Sn4+), fer II (Fe2+), fer III (Fe3+), lithium (Li+), magnésium (Mg2+), manganèse (Mn2+), nickel (Ni2+), potassium (K+), scandium (Sc2+), sodium (Na+), strontium (Sr2+) ou encore zinc (Zn2+). Préférentiellement dans le cadre de la présente invention, le contre-ion est choisi parmi les ions calcium (Ca2+), chrome II (Cr2+), chrome III (Cr3+), cobalt (Co2+), lithium (Li+), magnésium (Mg2+), manganèse (Mn2+), potassium (K+), sodium (Na+) et zinc (Zn2+), plus préférentiellement parmi les ions calcium (Ca2+), magnésium (Mg2+), manganèse (Mn2+), potassium (K+) et sodium (Na+).
Par « isolable », dans le cadre de la présente invention, il est compris le potentiel d’être isolé par les techniques usuelles d’extractions ou de purifications.
Dans le contexte de la présente invention, un « acide fort » est un acide dont le pKa est inférieur ou égale à 3 et un acide faible est un acide dont le pKa est supérieur à 3.
Par « formulation cosmétique », dans le cadre de la présente invention, il est compris toute composition destinée à une utilisation cosmétique sans effet thérapeutique inhérent ou du moins un effet thérapeutique détectable/constatable aux doses appliquées.
Par « médicament », la définition générale d’un médicament est applicable dans le cadre de la présente invention, à savoir un produit administrable par quelque voie que ce soit et à une dose permettant un effet thérapeutique sur un patient humain ou un animal.
Il est implicite dans le cadre de la présente invention que le terme « comprendre » (ou tout terme équivalent tel que « contient »), où qu’il puisse être trouvé, peut être limité à sa forme plus restrictive « consistant en ».
DESCRIPTION DETAILLEE
L’un des objectifs de la présente invention est l’obtention de fucanes de bas poids moléculaire (oligofucanes), enrichis en groupement sulfates, à partir d’algues brunes.
L’objet de la présente invention concerne donc un procédé tel que défini ci-dessus d’obtention d’une composition d’au moins un oligofucane à partir d’au moins une macroalgue brune, comprenant les 3 étapes (a), (b) et (c) décrits ci-dessous.
(a) Etape de dépolymérisation
Dans un mode de réalisation, l’étape de dépolymérisation des fucanes présents dans au moins une macroalgue brune peut comprendre une étape (a2) de trempage desdites algues.
Dans un mode de réalisation éventuellement combinable à l’étape (a2) de trempage, l’étape de dépolymérisation (a) comprend une étape (a3) de traitement acide desdites algues.
Les étapes (al) (enrichissement en sulfates), (a2) et/ou (a3) peuvent être réalisées conjointement et/ou successivement, les étapes (a2) et/ou (a3) étant optionnelles.
Dans un mode de réalisation particulier, une étape (a4) de récupération, préférentiellement par tamisage, décantation ou centrifugation, du jus de trempage de l’étape (a2) est insérée entre l’étape (a2) et l’étape (a3).
Dans un mode de réalisation particulier, une étape (a5) de correction de pH à la suite de l’étape (a3) est insérée après cette dernière.
L’étape (a3) peut être remplacée ou complétée par une étape (a6) de dépolymérisation enzymatique et/ou physique.
Dans le cadre de la présente invention, l’étape d’enrichissement en groupement sulfates (al) peut précéder, se faire conjointement et/ou successivement à l’étape de dépolymérisation (a3) et/ou (a6). Préférentiellement, l’étape d’enrichissement en groupement sulfates (al) se fait conjointement à l’étape de dépolymérisation (a3) et/ou (a6), par exemple par l’action d’un acide permettant à la fois la dépolymérisation et l’enrichissement en groupement sulfates, tel que l’acide sulfurique. Dans ce contexte, il est donc tout à fait envisageable d’utiliser tout moyen de dépolymérisation connu des fucanes, suivi par une sulfatation.
Le trempage de l’étape (a2) peut être effectué avant, après et/ou conjointement à l’étape de dépolymérisation (a3) et/ou (a6). Préférentiellement, l’étape (a2) de trempage est effectué avant et/ou conjointement à l’étape de dépolymérisation.
• Étape (al) d’enrichissement en groupements sulfates
Le procédé selon la présente invention comprend une étape (al) d’enrichissement en groupements sulfates dans les fucanes et/ou oligofucanes. Toute technique de sulfatation est applicable en l’espèce. Préférentiellement, la sulfatation se fait par une technique de sulfatation industrielle, par exemple, une simple sulfatation par addition de SO3 gazeux, par l’addition d’acide sulfamique (H2NSO3), par l’addition de chlorhydrine sulfurique (CISO3H) ou encore par l’addition d’acide sulfurique (H2SO4) ou un sel de ceux-ci.
• Étape (a2) de trempage d’algues
Avantageusement, le procédé selon la présente invention comprend une étape (a2) de trempage d’au moins une macroalgue brune dans une solution aqueuse. L’étape de (a2) de trempage peut également suivre ou comprendre un broyage des éventuels solides présents afin d’augmenter le rendement du procédé.
L’étape (a2) de trempage peut être réalisée par exemple à une température comprise entre 0 et 50°C, préférentiellement entre 10 et 30°C ou entre 15 et 25°C . La récupération du jus de trempage issue de l’étape (a2) de trempage peut être effectuée par toute technique connue, tel que le tamisage, la décantation ou la centrifugation, éventuellement suivie par une filtration avec récupération du perméat.
• Étape (a3) de dépolymérisation chimique
Ainsi, l’étape de dépolymérisation des fucanes présents peut être faite par toute voie connue.
La voie chimique implique une dépolymérisation par rupture ionique ou rupture radicalaire des liaisons chimiques. La voie chimique peut donc être avantageusement une hydrolyse. Cette hydrolyse peut être radicalaire ou ionique. De manière avantageuse, l’hydrolyse ionique est réalisée à l’aide d’un acide ou d’une base, préférentiellement un acide. Tout type d’acide peut être utilisé.
Ainsi, l’hydrolyse acide (étape (a3)) peut être réalisée avec au moins un acide fort et/ou faible, organique et/ou minéral, préférentiellement au moins un acide fort minéral. Plus préférentiellement, l’hydrolyse acide est réalisée avec un acide contenant au moins un atome de soufre, avantageusement oxydé ou (facilement) oxydable.
L’étape (a3) peut être réalisée avec au moins un acide fort choisi dans la liste consistant en l’acide nitrique (HNO3), l’acide iodhydrique (HI), l’acide bromhydrique (HBr), l’acide chlorhydrique (HCl), l’acide perchlorique (HCIO4), l’acide sulfurique (H2SO4), l’acide chlorique (HCIO3), l’acide fluoroantimonique (HF^SbFs), l’acide dit « magique » (HSCLF^SbFs) constitué d’un mélange d’acide fluorosulfurique HFSO3 et de pentafluorure d'antimoine (SbFs), l’acide trifluorométhanesulfonique (HSO3CF3), l’acide fluorosulfurique (HSO3F), l’acide disulfurique (H2S2O7) et/ou l’acide permanganique (H2MnO4). Préférentiellement, l’étape (a3) peut être réalisée avec au moins un acide choisi parmi l’acide chlorhydrique (HCl) et/ou un acide contenant au moins un atome de soufre tel que l’acide « magique » (HSCLF^SbFs), l’acide trifluorométhanesulfonique (HSO3CF3), l’acide fluorosulfurique (HSO3F), l’acide disulfurique (H2S2O7) et/ou l’acide sulfurique (H2SO4). Plus préférentiellement, l’étape (a3) est réalisée avec au moins l’acide sulfurique (H2SO4), éventuellement en combinaison avec un autre acide tel que l’acide chlorhydrique.
L’étape (a3) peut être réalisée avec au moins un acide dont le pKa est inférieur à 14, préférentiellement inférieur à 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 et/ou 0,5. L’hydrolyse acide peut être réalisée avec au moins un acide faible (pKa supérieur à 3) choisi dans la liste consistant en l’acide fluorhydrique (HF/F, pKa 3,17), l’acide nitreux (HNCh/NCh', pKa 3,3), l’acide acétylsalicylique (C8H7O2COOH, CsH/CLCOO, pKa 3,5), l’acide formique (HCOOH/HCOO , pKa 3,75), l’acide ascorbique (CôHsOô/CôHzOô', pKa 4,05), l’acide benzoïque (C6H5COOH/C6H5COO; pKa 4,2), anilinium (C6H5NH37C6H5NH2, pKa 4,62), l’acide acétique (CH3COOH/CH3COC)·, pKa 4,75), et/ou l’acide propanoïque (C2H5COOH/C2H5COC)· , pKa 4,87).
Avantageusement, l’étape (a3) est réalisée à un pH inférieur à 4, par exemple à un pH compris entre 1 et 4.
Préférentiellement, l’étape (a3) est réalisée à un pH compris entre 1,5 et 3,5 ou encore entre 2 et 3, plus préférentiellement à un pH à 2 (± 10%). Ces acidités peuvent être obtenues par toutes techniques connues dans Fart, tel qu’un ajustement des concentrations du ou des acides employés.
L’étape (a), et plus particulièrement l’étape (a3), peut être faite à toute température permettant la dépolymérisation (suivie par chromatographie liquide phase inverse ou encore une chromatographie gazeuse par exemple avec une colonne polaire, telle qu’une colonne dont la phase stationnaire contient du polyéthylène glycol, couplées à un spectromètre de masse « LC-MS » ou « GC-MS », par exemple). Préférentiellement, l’étape (a), et plus particulièrement l’étape (a3), peut être effectuée à une température comprise entre 0 et 60°C, plus préférentiellement entre 10 et 50°C, encore plus préférentiellement entre 20 et 40°C, tel qu’entre 25 et 35°C. Ainsi, l’un des avantages du procédé selon la présente invention est son coût de mise en œuvre réduit : utilisation d’un acide bon marché ; moins d’apport calorique chauffage inutile pour obtenir les intermédiaires ; limitation du nombre d’étapes dans le procédé impliquant peu de manutention ou de matériel. Il a été découvert qu’il semble en effet plus avantageux de procéder à la dépolymérisation le plus tôt possible dans le procédé afin d’isoler immédiatement le/les produits d’intérêt et de limiter les étapes du procédé au niveau industriel.
Ainsi, le procédé préféré selon la présente invention comprend une étape de traitement à l’acide sulfurique à un pH compris entre 1 et 4 (étape (a3)), sans qu’il soit nécessaire de chauffer fortement le mélange (par exemple entre 0 et 60°C comme décrit ci-dessus). Le traitement permet la dépolymérisation des fucanes naturels en des oligofucanes tout en enrichissant de manière préférée ces produits en groupements sulfates (ajout de « S Os' » sur les « -OH » - étape (al) conjointement).
La durée de la dépolymérisation (en particulier acide) est à adapter pour obtenir les oligofucanes selon la présente invention, i.e. avec une masse inférieure à 5000Da, préférentiellement inférieure à 2000Da. Par exemple, lorsqu’un traitement acide (étape (a3)) est utilisé sur les fucanes, le pH est ajusté entre 1 et 4, et le temps d’hydrolyse est compris entre 30 minutes et 5 heures, préférentiellement entre 1 heure et 4 heures, plus préférentiellement entre lh30 et 3h, par exemple 2hl0 heures (± 30 minutes). Un simple suivi par UC-MS ou GCMS permet de suivre l’évolution de la réaction.
• Étape (a4) de récupération du jus de trempage
L’étape (a4) de récupération du jus de trempage de l’étape (a2) peut être insérée entre l’étape (a2) et l’étape (a3). L’étape (a4) peut être effectuée par toute technique de récupération applicable tels que le tamisage, la filtration, la décantation ou la centrifugation. Préférentiellement l’étape (a4) est effectuée par tamisage, décantation ou centrifugation.
• Étape (a5) de correction de pH
De manière plus générale, une fois la dépolymérisation (acide) effectuée, une étape supplémentaire (a5) peut être ajoutée où le pH est corrigé pour atteindre la neutralité, voire pour obtenir un pH très légèrement acide, par exemple compris entre 5 et 8, préférentiellement entre 5,5 et 7,5, ou encore entre 6 et 7. Cette étape n’est pas obligatoire, mais les oligofucanes qui en résulteront sont retrouvés alors sous forme de sel(s), tels qu’un sel de sodium et/ou calcium, ce qui permet d’améliorer et de faciliter la purification. La correction du pH du mélange de l’étape (a5) peut être effectuée par l’ajout de toute base minérale ou organique. Préférentiellement, la base ajoutée est une base minérale, telle que de la soude, du carbonate de soude, du carbonate de calcium, du bicarbonate de soude, du bicarbonate de calcium. Par exemple si la soude est utilisée pour corriger le pH, celle-ci peut être sous forme dissoute ou solide, à toute concentration utile, par exemple sous forme de soude dissoute concentrée (à 33% en masse). L’étape (a5) permet un lien facilité avec l’étape suivant (b) de purification. Ainsi par exemple, après dépolymérisation du mélange à l’étape (a) le pH corrigé de l’étape (b) est au départ identique avec l’étape (a5) et peut être compris entre 5 et 8, préférentiellement entre 5,5 et 7,5, ou encore entre 6 et 7.
Ainsi, le procédé de choix selon l’invention permet la génération d’une famille de molécules intermédiaires isolables et purifiables. Ce procédé de traitement acide permet en outre de limiter la variabilité moléculaire en produits de dépolymérisation à un coût intéressant (procédé bon marché comme expliqué ci-dessus).
• Étape (a6) de dépolymérisation enzymatique et/ou physique
La dépolymérisation peut être également réalisée avec des moyens physiques ou enzymatiques tels que ceux connus dans l’art (e.g. EP 0403377). Par exemple le fucane peut être dépolymérisé par une lyse ménagée réalisée par exemple par radiolyse, en soumettant le fucane à une irradiation, notamment par rayons gamma ou encore par sonication. L’étape (a3) peut alors être remplacée ou complétée par l’étape (a6). Les étapes (a2), (a3), (a4) et (a5) telles que décrites ci-dessus sont optionnelles avec l’étape (a6).
Selon encore un autre mode de réalisation du procédé selon la présente invention, la dépolymérisation ménagée du fucane peut être réalisée par hydrolyse enzymatique. Ce mode de réalisation implique l'utilisation d'au moins une enzyme capable de fragmenter le squelette hydrocarboné du fucane, par exemple une enzyme du type α-Ι-2-fucosidase. Il est possible d’utiliser dans ce contexte des mélanges d'enzymes, qui sont par exemple constitués par des sucs digestifs de mollusques marins ou obtenus à partir de ceux-ci, ou encore des enzymes contenues dans des bactéries qui dégradent les algues.
De même que pour le traitement acide, la durée de la dépolymérisation enzymatique ou physique est à adapter (évolution suivie par LC-MS ou GC-MS) pour obtenir les oligofucanes selon la présente invention, i.e. avec une masse inférieure à 5000Da, préférentiellement inférieure à 2000Da.
• Exemples de combinaisons possibles
Toutes les étapes décrites ci-dessus sont combinables les unes avec les autres. Dans les modes de réalisation décrits ci-dessous, les étapes d’hydrolyse acide et d’enrichissement en groupement sulfates sont préférentiellement réalisées conjointement à l’étape (a3) par un seul traitement (par exemple à l’acide sulfurique).
Ainsi, de manière avantageuse le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que :
l’étape (a) est une dépolymérisation par voie chimique, comprenant :
• une étape (a2) de trempage de ladite au moins une macroalgue brune contenant des fucanes dans une solution aqueuse ; et • une étape (a3) de traitement acide du mélange de l’étape (a2), le pH du milieu traité étant compris entre 1 et 4, l’acide utilisé étant préférentiellement l’un de ceux listés ci-dessus, par exemple l’acide sulfurique ;
les étapes (a2) et (a3) pouvant être menés successivement et/ou conjointement.
De manière plus avantageuse le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que :
l’étape (a) est une dépolymérisation par voie chimique, comprenant les étapes successives suivantes :
• une étape (a2) de trempage de ladite au moins une macroalgue brune contenant des fucanes dans une solution aqueuse ;
• une étape (a4) de récupération du jus de trempage de l’étape (a2) et • une étape (a3) de traitement acide du jus de trempage de l’étape (a4), le pH du milieu traité étant compris entre 1 et 4, l’acide utilisé étant préférentiellement l’un de ceux listés ci-dessus, par exemple l’acide sulfurique ;
• une étape optionnelle (a5) de correction de pH jusqu’à neutralité.
De manière également avantageuse le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que :
l’étape (a) est une dépolymérisation par voie chimique, comprenant les étapes suivantes :
• une étape optionnelle (a2) de trempage de ladite au moins une macroalgue brune contenant des fucanes dans une solution aqueuse ;
• une étape (a3) de traitement acide du jus de trempage de l’étape (a4), le pH du milieu traité étant compris entre 1 et 4, l’acide utilisé étant préférentiellement l’un de ceux listés ci-dessus, par exemple l’acide sulfurique ;
• une étape optionnelle (a5) de correction de pH à neutralité ;
les étapes (a2) et (a3) pouvant être menés successivement et/ou conjointement, le cas échéant.
(b) Étape de purification
L’étape (b) de purification permet d’isoler les oligofucanes les plus légers à la suite de l’étape (a). Les masses M des oligofucanes de la présente invention sont inférieures à 5000 Da, préférentiellement inférieur à 2000 Da. Selon le degré de polymérisation voulu, M peut être inférieur à 1000 Da, voire inférieur à 500Da. Toute technique de purification permettant d’isoler les oligofucanes de masse inférieure à M, est applicable.
Dans le cadre de la présente invention, après dépolymérisation des fucanes en oligofucanes directement sur l’algue ou sur un premier jus obtenu de l’algue, il a été trouvé une méthode de purification des oligofucanes efficace et simple à mettre en œuvre.
Ainsi, l’étape (b) de purification peut comprendre une étape (bl) de filtration du mélange obtenu à l’étape (a). Préférentiellement, l’étape (b) de purification du procédé selon la présente invention comprend au moins une étape (b2) de fractionnement avec un seuil de coupure inférieur à M.
Les étapes (bl) et (b2) peuvent être menées successivement et/ou conjointement. En effet, les techniques usuelles de fractionnement peuvent permettre en même temps une filtration.
L’étape de filtration (bl) peut comprendre une étape (b3) de clarification, réalisée par exemple par ultrafiltration. L’ultrafiltration de l’étape (b3) peut être fixée à un seuil de 50 000 à 200 000 Da, préférentiellement au seuil de 100 000 Da.
L’étape de purification (b) peut en outre comprendre une étape (b4) de fractionnement, préférentiellement par ultrafiltration. L’étape (b4) de fractionnement peut avantageusement être mise en place conjointement ou successivement à l’étape (b3), le cas échéant. Le seuil de T ultrafiltration de l’étape (b4) permettant le fractionnement peut être fixé à un seuil inférieur à 50 000 Da, préférentiellement inférieur à 25 000 Da, plus préférentiellement inférieur à 10 000 Da, encore plus préférentiellement inférieur à 5 000 Da ou encore inférieur à 2 000 Da. Ainsi, Le seuil de T ultrafiltration de l’étape (b4) permettant le fractionnement peut être compris entre 500 et 50 000 Da, préférentiellement entre 1 000 et 25 000 Da, plus préférentiellement entre 2 000 et 10 000, ou encore entre 2 500 et 5 000. Les étapes de clarification, filtration et/ou fractionnement peuvent être effectuée lors d’une seule étape de purification d’ultrafiltration avec un seuil de coupure assez bas (par exemple inférieur ou égal à 5000Da, voire 2000Da) permettant de réaliser l’ensemble de ces trois étapes.
L’étape de purification (b) peut en outre comprendre une étape (b5) additionnelle de concentration, préférentiellement sous vide. L’étape (b5) de concentration peut avantageusement être mise en place avant, conjointement, et/ou après l’étape (b3) et/ou (b4), le cas échéant. L’étape (b5) additionnelle de concentration peut être caractérisée en ce que le mélange atteigne un degré Bx supérieur à 10°, préférentiellement compris entre 15 et 25°Bx.
L’étape de purification (b) peut en outre comprendre une étape (b6) additionnelle de déminéralisation. L’étape (b6) de déminéralisation peut avantageusement être mise en place avant, conjointement, et/ou après l’étape (b3), (b4) et/ou (b5), le cas échéant. L’étape (b6) additionnelle de déminéralisation peut être caractérisée en ce que la déminéralisation de l’étape (b6) est effectuée par électrodialyse.
L’étape de purification (b) peut en outre comprendre une étape (b7) additionnelle de précipitation. L’étape (b7) de précipitation peut avantageusement être mise en place avant, conjointement, et/ou après l’étape (b3), (b4), (b5) et/ou (b6), le cas échéant. Préférentiellement, l’étape (b7) de précipitation peut avantageusement être mise en place après l’étape (b3), (b4), (b5) et/ou (b6), le cas échéant. L’étape (b7) additionnelle de précipitation peut être caractérisée en ce qu’elle est réalisée à l’aide d’un alcool.
De manière préférée, les alcools utilisés dans le cadre la présente invention (lors de la précipitation, du lavage par exemple), sont d’une pureté supérieure à 90%, préférentiellement supérieure ou égale à 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, avantageusement d’une pureté de l’ordre de 100%.
De manière avantageuse, l’alcool de l’étape (b7) est choisi parmi un alcool en Ci à C5, tel que le méthanol, l’éthanol le n-propanol, l’isopropanol, le n-butanol, l’isobutanol, ou encore le tert-butanol, préférentiellement l’éthanol.
De manière avantageuse, l’alcool de l’étape (b7) est ajouté à raison de 1 à 4 volumes d’alcool pour 1 volume de mélange traité, préférentiellement de 2 volumes d’alcool pour 1 volume de mélange traité.
De manière avantageuse, l’étape (b7) comprend une étape (b8) de décantation avec élimination de surnageant. Préférentiellement, l’étape (b7) comprend en outre de l’étape (b8) une étape (b9) de lavage du précipité obtenu par la précipitation, préférentiellement par un alcool. Préférentiellement, l’étape (b9) de lavage est effectué à raison de 0,5 à 3 volumes d’alcool pour un volume de précipité, l’alcool pouvant être avantageusement choisi parmi un alcool en Ci à C5, tel que le méthanol, l’éthanol le n-propanol, l’isopropanol, le n-butanol, l’isobutanol, ou encore le tert-butanol, préférentiellement il s’agit d’éthanol. Préférentiellement, les étapes (b7), (b8) comprend en outre de l’étape (b9) une étape (blO) de décantation avec élimination de surnageant. Préférentiellement, l’étape (b) peut comprend au moins une, ou deux, réitérations des étapes (b7), (b8), (b9) et/ou (blO).
Ainsi, de manière avantageuse le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que :
- l’étape (a) est une dépolymérisation, par exemple par voie chimique,
- l’étape (b) de purification des oligofucanes comprend une étape (bl) de précipitation des oligofucanes à l’aide d’un alcool.
Ainsi, de manière avantageuse le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que :
l’étape (a) est une dépolymérisation, par exemple par voie chimique, comprenant :
• une étape (a2) de trempage de ladite au moins une macroalgue brune contenant des fucanes dans une solution aqueuse ;
• une étape (a3), le cas échéant, de traitement acide du mélange de l’étape (a2), le pH du milieu traité étant compris entre 1 et 4, l’acide utilisé étant préférentiellement l’acide sulfurique ;
les étapes (a2) et (a3) pouvant être menés successivement et/ou conjointement ;
- optionnellement, l’étape (b) de purification des oligofucanes comprend une étape (bl) de précipitation des oligofucanes à l’aide d’un alcool.
(c) Etape de récupération des produits d’intérêt
Toute technique de récupération de produits, en particulier industrielle, connue dans l’art est applicable au procédé selon la présente invention.
Préférentiellement, l’étape de récupération (c) des oligofucanes comprend une étape (cl) de séchage, par exemples dans une enceinte, ladite enceinte étant préférentiellement antidéflagration.
De manière avantageuse, l’étape (c) comprend une étape (c2) de broyage du produit. L’étape (c2) de broyage peut avantageusement être mise en place avant, conjointement et/ou après l’étape (cl), le cas échéant. Toute technique de broyage de produits, en particulier industrielle, connue dans l’art est applicable au procédé selon la présente invention. Ainsi, l’étape (c2) de broyage peut être caractérisée en ce qu’elle permet d’obtenir un produit avec une granulométrie comprise entre 50 et 200pm, préférentiellement de lOOpm ± 25%. Dans le cadre de la présente invention, le terme « granulométrie » est synonyme de « diamètre moyen des particules ».
De manière avantageuse, l’étape (c) comprend une étape (c3) de conditionnement du produit. L’étape (c3) de broyage peut avantageusement être mise en place avant, conjointement et/ou après l’étape (cl) et/ou (c2), le cas échéant. Toute technique de conditionnement de produits, en particulier industrielle, connue dans l’art est applicable au procédé selon la présente invention.
Ainsi de manière plus avantageuse, le procédé selon la présente invention peut être caractérisé en ce que :
- au moins une macroalgue brune à l’étape (al) est fraîche, formolée et/ou sèche, préférentiellement choisie dans le groupe constitué de Ascophyllum sp, Fucus sp, Lamaniria sp, Euchema sp, Macrocystis sp et Alaria sp;
- une étape (a4) de récupération, préférentiellement par tamisage, décantation ou centrifugation, du jus de trempage de l’étape (a2) est insérée entre l’étape (a2) et l’étape (a3) ;
- l’étape (a3) dure de 0,5 à 4 heures et est suivie d’une étape (a5) optionnelle de correction du pH, préférentiellement avec de la soude, du mélange pour que celui-ci soit compris entre 5 et 8 ;
- l’étape de purification (b) comprend une première étape (b2) de filtration, préférentiellement par ultrafiltration avec un fractionnement dont le seuil de coupure est inférieur à 100 000 Da, avec récupération du perméat obtenu permettant une clarification du mélange ;
- l’étape de purification (b) comprend une seconde étape (b3) de fractionnement par ultrafiltration dont le seuil de coupure est inférieur à 5 000 Da, préférentiellement inférieur à 2000Da, avec récupération du perméat obtenu ;
- l’étape de purification (b) comprend une troisième étape (b4) de concentration, préférentiellement sous vide, permettant au mélange d’atteindre un degré Bx compris entre 15 et 25°Bx ;
- l’étape de purification (b) comprend une quatrième étape (b5) de déminéralisation, préférentiellement par électrodialyse ;
- l’alcool de l’étape de purification (bl) par précipitation est choisi parmi un alcool en Cl à C5, tel que le méthanol, l’éthanol le n-propanol, l’isopropanol, le n-butanol, l’isobutanol, ou encore le tert-butanol, préférentiellement l’éthanol, cette étape étant éventuellement suivie par un ou plusieurs lavages du précipité avec de l’éthanol ;
- l’étape de récupération (c) comprend une étape (cl) de séchage du produit obtenu à l’étape (b), éventuellement suivi par une étape (c2) de broyage.
(dj Obtention de fucose et oligofucose
L’objet de la présente invention permet d’obtenir un intermédiaire de synthèse de fucose ou oligofucose. Bien que les produits selon la présente invention présentent de propriété biologiques (domaine cosmétique et/ou de la santé), il est tout à fait possible d’hydrolyser les oligofucanes de la présente invention en fucose et/ou oligofucose par l’exemple par l’action d’une base ou d’un acide, tels que ceux listé ci-dessus.
Le fucose obtenu selon la présente invention peut être de forme L et/ou D, de manière préférée de forme L. Il peut en effet s’agir d’un mélange de fucoses L et D. De manière préférée, le pourcentage de forme L est supérieur à 50% en masse, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, voire supérieur à 99,5% en masse.
Préférentiellement, l’agent d’hydrolyse des oligofucanes de la présente invention en oligofucose et/ou fucose est un acide concentré, tel que l’acide chlorhydrique concentré et/ou l’acide sulfurique concentré. Ainsi, le procédé selon la présente invention peut être caractérisée en ce qu’il comprend une étape supplémentaire (d), préférentiellement entre les étapes (c) et (b) , d’hydrolyse des groupements sulfates présent sur les fucanes en -OH. Le procédé selon la présente invention peut être caractérisée en ce que l’hydrolyse s’effectue par l’action d’un acide tel que l’acide chlorhydrique concentré. Tout type de catalyseur connu dans ce genre de réaction d’hydrolyse d’un ester en alcool est utilisable dans le contexte de la présente invention.
(c) Produit et composition selon la présente invention
L’objet de la présente invention concerne également le produit susceptible d’être obtenu par le procédé d’obtention d’oligofucanes et/ou d’oligofucoses tel que décrit présentement, plus particulièrement aux points (a), (b) (c) et (d). Par « produit susceptible d’être obtenu », il est entendu, qu’il peut s’agir de la composition de produits, ou si les conditions opératoires le permettent d’un seul produit, identifiable par une structure chimique figée et/ou de l’un de ses sels. Par exemple, il est possible d’obtenir les mêmes produits que ceux par le procédé de la présente invention en partant de fucanes isolés, naturels ou synthétiques.
L’objet de la présente invention concerne une composition susceptible d’être obtenue selon le procédé tel que décrit présentement, plus particulièrement aux titres (a), (b) (c) et (d) ci-dessus.
La composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’invention peut comprendre des oligofucanes avec des unités de l,2-fucose-sulfate(s) de forme L et/ou D, de manière préférée de forme L. Les oligofucanes peuvent en effet comprendre des unités fucoses de forme D. De manière préférée néanmoins, le pourcentage de forme L est supérieur à 50% en masse, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, voire supérieur à 99,5% en masse d’unités fucoses présentes.
La composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’invention peut être caractérisable par son taux de soufre. Le taux de soufre de la composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’invention est compris entre 0% (fiicose et oligofiicose avec d’autres produits extraits) et 50% en masse sèche par rapport à la masse sèche totale de composition (avec éventuellement un enrichissement par des ions sulfates SO42')· Le taux de soufre de la composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’invention est compris entre 5% et 45% en masse sèche par rapport à la masse sèche totale de composition, préférentiellement compris entre 10% et 40%, plus préférentiellement compris entre 15 et 35%, encore plus préférentiellement compris entre 20% et 30%, ou encore compris entre 22 et 25% en masse sèche par rapport à la masse sèche totale de composition. Préférentiellement, le taux de soufre de la composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’invention est supérieur à 5 %, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% en masse sèche par rapport à la masse sèche totale de composition. Le taux de soufre est représentatif du degré de sulfatation du produit. A partir du taux de soufre, une simple conversion pour ajouter quatre atomes d’oxygène au soufre permet de connaître le pourcentage en sulfate.
De plus, la composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’invention contient au moins un oligofucane en une teneur d’au moins 10% en masse sèche d’oligofiicane(s) par rapport à la masse sèche totale de composition, préférentiellement au moins 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70 % 80%, 90%, 95%, 98% ou encore au moins 99% en masse sèche d’oligofiicane(s) par rapport à la masse sèche totale de composition. La composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’invention peut être caractérisable en ce qu’elle comprend au moins un oligofucane de Formule (A) telle que définie présentement.
L’objet de la présente invention concerne donc de plus un oligofucane de Formule A tel que décrit présentement.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins un groupe parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représente -H et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2, à l’exception du cas ou XI, X2, X3 et X4 représentent tous H et n représente 1 et 2, voire 3 ou 4.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins un groupe parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représente une charge négative et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins un groupe parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représente SO3H et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) est limitée en ce qu’au moins un groupe parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représente -SOa' et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins deux groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent -H et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2, à l’exception du cas ou XI, X2, X3 et X4 représentent tous H et n représente 1 et 2, voire 3 ou 4.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins deux groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent une charge négative et en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins deux groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent -SO3H et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins deux groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent -SO3· et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins trois groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent -H et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2, à l’exception du cas ou XI, X2, X3 et X4 représentent tous H et n représente 1, 2, 3 et/ou 4.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins trois groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent une charge négative et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins trois groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent -SO3H et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce qu’au moins trois groupes parmi XI, X2, X3 et/ou X4 représentent -SO3· et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce que tous les groupes parmi XI, X2, X3 et X4 représentent une charge négative et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce que tous les groupes parmi XI, X2, X3 et X4 représentent -SO3H et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce que tous les groupes parmi XI, X2, X3 et X4 représentent -SOa' et/ou en ce que n est 1, 2, 3, ou 4, préférentiellement 1 ou 2.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce que qu’il y a au moins un groupement de nature différente des autres dans l’ensemble des groupements XI, X2 et X3.
De manière préférée, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) peut être caractérisée en ce que tous les groupes XI, X2 et X3 ne peuvent pas tous représenter le groupement -H lorsque X4 représente -H
Le procédé selon la présente invention permet en effet d’isoler les oligofucanes de Formule (A) selon le degré de pureté souhaité. Ces produits ont des propriétés biologiques comparable aux fucanes/oligofucanes de plus haut poids moléculaires, avec quelques variations dont des effets secondaires en moins.
Lorsque n est égal à 1, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) est caractérisée en ce qu’elle comprend au niveau du carbone 2 une liaison alpha ou une liaison béta.
Lorsque n est égal à 2, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) est caractérisée en ce qu’elle comprend au niveau des carbones 2 au moins une ou deux liaisons alpha (préférentiellement deux), et/ou aucune, au moins une ou deux liaisons béta.
Lorsque n est égal à 3, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) est caractérisée en ce qu’elle comprend au niveau des carbones 2 au moins une, au moins deux ou trois liaisons alpha (préférentiellement trois), et/ou aucune, au moins une, au moins deux ou trois liaisons béta.
Lorsque n est égal à 4, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) est caractérisée en ce qu’elle comprend au niveau des carbones 2 au moins une, au moins deux, au moins trois ou quatre liaisons alpha (préférentiellement quatre), et/ou aucune, au moins une, au moins deux, au moins trois ou quatre liaisons béta.
Lorsque n est égal à 5, la formule A (en tant que produit isolé ou dans une composition) est caractérisée en ce qu’elle comprend au niveau des carbones 2 au moins une, au moins deux, au moins trois, au moins quatre ou cinq liaisons alpha (préférentiellement cinq), et/ou aucune, au moins une, au moins deux, au moins trois, au moins quatre ou cinq liaisons béta.
De manière préférée, les molécules de Formule (A) (en tant que produit isolé ou dans une composition) peuvent être sub-identifiée s et regroupées en des molécules de Formule (B), Formule (C), Formule (D) et/ou Formule (E) décrits ci-dessous.
Ainsi, la Formule (A) (en tant que produit isolé ou dans une composition) comprend plus précisément des molécules de Formule (B) :
H3C
X1-0..........
Figure FR3079831A1_D0002
O----X4
Ô-X2 O-X3
Formule (B) dans laquelle :
XI, X2, X3 et X4 représentent indépendamment les uns des autres -H, une charge négative, -SO3H, ou -SOa', avec au moins un, au moins deux, au moins trois ou tous les quatre des groupements XI, X2, X3 et X4 représentant -SO3H, ou -SOa', le carbone numéroté 2 est de configuration alpha ou beta, préférentiellement de configuration alpha, ou un sel de l’oligofiicane de Formule (B).
De manière préférée dans la Formule (B), au moins un, au moins deux ou au plus trois des groupements XI, X2, X3 et X4 représentent -H ou une charge négative ; les groupements XI, X2, X3 et X4 ne représentent pas tous -H ou une charge négative (le taux sulfatation serait alors égal à 0).
De manière préférée dans la Formule (B), au moins un, au moins deux, ou tous les trois des groupements XI, X2 et X4 représentent -H ou une charge négative, et X3 représente -SO3H, ou -SOa'.
De manière préférée dans la Formule (B), au moins un, au moins deux ou trois des groupements XI, X2 et X4 représentent-SO3H ou -SO3·.
La Formule A comprend plus précisément des molécules de Formule (C) :
H3C h3c
X1-0.....
Figure FR3079831A1_D0003
Figure FR3079831A1_D0004
O----X4
Ô-X2 O-X3 Ô-X5 O-X6
Formule (C) dans laquelle :
XI, X2, X3, X4, X5 et X6 représentent indépendamment les uns des autres -H, une charge négative, -SO3H, ou -SOa', avec au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq ou tous les six des groupements XI, X2, X3, X4, X5 et X6 représentant -SO3H, ou -SOa', les carbones numérotés 2 et 4 sont indépendamment l’un de l’autre de configurations alpha ou beta,, préférentiellement tous les deux de configurations alpha, ou un sel de l’oligofiicane de Formule (C).
De manière préférée dans la Formule (C), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre ou au plus cinq des groupements XI, X2, X3, X4, X5 et X6 représentent -H ou une charge négative ; les groupements XI, X2, X3, X4, X5 et X6 ne représentent pas tous H ou une charge négative (le taux sulfatation serait alors égal à 0).
De manière préférée dans la Formule (C), au moins un, au moins deux, au moins trois ou quatre des groupements XI, X2, X4 et X5 représentent -H ou une charge négative, et X3 et X6 représentent -SO3H ou -SOa'.
De manière préférée dans la Formule (C), au moins un, au moins deux, au moins trois ou quatre des groupements XI, X2, X4 et X5 représentent-SCFH ou -SOa'.
Figure FR3079831A1_D0005
Formule (D) dans laquelle :
XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7 et X8 représentent indépendamment les uns des autres -H, une charge négative, -SO3H, ou -SOa', avec au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, au moins six, au moins sept ou tous les huit des groupements XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7 et X8 représentant -SO3H, ou SO3;
les carbones numérotés 2, 4 ou 6 sont indépendamment les uns des autres de configurations alpha ou beta, préférentiellement tous les trois de configurations alpha, ou un sel de l’oligofucane de Formule (D).
De manière préférée dans la Formule (D), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, au moins six ou au plus sept des groupements XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7 et X8 représentent -H ou une charge négative ; les groupements XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7 et X8 ne représentent pas tous -H ou une charge négative (le taux sulfatation serait alors égal à 0).
De manière préférée dans la Formule (D), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, ou cinq des groupements XI, X2, X4, X5 et X7 représentent -H ou une charge négative, et X3, X6 et X8 représentent -SO3H ou -SOa'.
De manière préférée dans la Formule (D), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre ou cinq des groupements XI, X2, X4, X5 et X7 représentent-SOaH ou -SOa'.
La formule A comprend plus précisément des molécules de Formule (E) :
Figure FR3079831A1_D0006
Formule (E) dans laquelle :
XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9 et X10 représentent indépendamment les uns des autres -H, une charge négative, -SO3H, ou -SOa', avec au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, au moins six, au moins sept, au moins huit, au moins neuf ou tous les dix des groupements XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9 et X10 représentant SO3H, ou -SO3;
les carbones numérotés 2, 4, 6 et 8 sont indépendamment les uns des autres de configurations alpha ou beta, préférentiellement tous les quatre de configuration alpha, ou un sel de l’oligofucane de Formule (E).
De manière préférée dans la Formule (E), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, au moins six, au moins sept, au moins huit ou au plus neuf des groupements XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9 et X10 représentent -H ou une charge négative ; les groupements XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9 et X10 ne représentent pas tous -H ou une charge négative (le taux sulfatation serait alors égale à 0).
De manière préférée dans la Formule (E), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, ou six des groupements XI, X2, X4, X5, X7, et X9 représentent -H ou une charge négative. De manière préférée dans la Formule (E), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, ou cinq des groupements XI, X2, X4, X5 et X7 représentent -H ou une charge négative, et X3, X6, X8 et X10 représentent -SO3H ou -SOa'.
De manière préférée dans la Formule (E), au moins un, au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, ou six des groupements XI, X2, X4, X5, X7 et X9 représentent SO3H ou -SO3·.
De manière préférée, la composition selon la présente invention comprend des molécules de formules (B), (C), (D) et/ou (E) telles que décrites ci-dessus. De manière plus préférée, la composition selon la présente invention comprend des molécules de formules (B), (C) et/ou (D) telles que décrites ci-dessus. De manière encore plus préférée, la composition selon la présente invention comprend des molécules de formules (B) et/ou (C) telles que décrites ci-dessus.
De manière préférée, la composition selon la présente invention (en particulier en tant que principe actif) comprend (en masse sèche) majoritairement des molécules de formules (B), (C), (D) et/ou (E) telles que décrites ci-dessus. De manière préférée, la composition selon la présente invention (en particulier en tant que principe actif) comprend (en masse sèche) majoritairement des molécules de formules (B), (C), et/ou (D) telles que décrites ci-dessus. De manière préférée, la composition selon la présente invention (en particulier en tant que principe actif) comprend (en masse sèche) majoritairement des molécules de formules (B) et/ou(C) telles que décrites ci-dessus. Par « majoritairement », il est compris dans le contexte de la présente invention un taux supérieur ou égale à 50% en masse sèche, préférentiellement supérieure à 60, 70, 80, 90, 95 ou 99%, voire égale à 100% en masse sèche.
Dans l’un des modes de réalisations selon la présente invention, les molécules comprises dans la composition selon la présente invention comprennent des groupements -SO3H, ou -SOa' disposés de manière aléatoire sur les structures (au niveau des groupements XI, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9 et X10) de formules (A), (B), (C), (D) et/ou (E).
(f) Utilisations du produit et de la composition selon la présente invention
Les oligofiicanes selon la présente invention ne présentent pas l’activité anticoagulante des oligofucanes/fucanes de plus haut poids moléculaires.
L’objet de la présente invention concerne les oligofiicanes selon la présente invention (formules (A), (B), (C), (D), (E) et leurs variantes) destinés pour leurs activités antiinflammatoires, leurs applications dans :
le traitement de l’arthrose et des maladies inflammatoires plus généralement, le traitement de l’angiogénèse, et le traitement de l’obésité et des syndromes liés à l’obésité, sans les effets secondaires anticoagulants retrouvés avec les fucanes ou les oligofucanes de plus haut poids moléculaire.
Ainsi, l’objet de la présente invention concerne les oligofucanes (en tant que tels et les compositions) selon la présente invention (formules (A), (B), (C), (D), (E) et leurs variantes) en tant que médicament.
L’objet de la présente invention concerne en outre l’utilisation d’une composition ou d’un oligofiicane selon la présente invention dans une composition cosmétique.
Les fucanes sont classiquement utilisés en cosmétique pour stimuler la synthèse du collagène de type 1 et la prolifération des fibroblastes dermiques. Les oligofucanes de la présente invention ont une meilleure pénétration des différentes couches de la peau que les fucanes de poids moléculaire supérieur. L’objet de la présente invention concerne donc l’utilisation cosmétique des produits de la présente invention (e.g. formules (A), (B), (C), (D), (E) et leurs variantes, par exemple en composition) pour leurs actions anti-âge, antirides, raffermissant sur les différentes couches cutanées (i.e. la peau).
Enfin, l’objet de la présente invention concerne l’utilisation d’une composition ou d’un oligofiicane selon la présente invention en tant qu’intermédiaire de synthèse dans la synthèse d’un oligofucose ou de fucose, comme vu ci-dessus.
FIGURES
Figure 1 : diagramme illustratif d’un mode de réalisation du procédé selon la présente invention avec les étape (a), (b) et (c) :
Case (a) : Dépolymérisation de fucanes présents dans algue(s) brune(s)
Case (1) : Algue(s)
Case (2) : Option I : trempage
Case (3) : Séparation(s) optionnelle(s) solides/liquide(s),
- par exemple filtration, tamisage ou centrifugation
Case (4) : Dépolymérisation
- par exemple à un pH entre 1 et 4
- par exemple par H2SO4
- par exemple pendant 2 à 3heures
Case (5) : Option II : correction pH à neutralité
- par exemple à 6,5
- par exemple avec NaOH
Case (b) : Purification
Choix d’une ou plusieurs options dans tout ordre possible (préférentiellement dans l’ordre : III-IV-V-VI-VII-VIII)
Option III : filtration seuil maximum : 100 000 Da
Option IV : filtration seuil maximum : 5000 Da, voire 2000 Da
Option V : concentration
- par exemple par évaporation
Option VI : déminéralisation
- par exemple par électrodialyse
Option VII : précipitation
-par exemple par EtOH (EtOH 96%, 1V/1V)
Option VIII : lavage (répété si besoin)
- par exemple par EtOH (EtOH 96%, 1V/1V)
Case (c) : Récupération :
Simple récupération du produit issu de b) éventuellement suivi des étapes optionnelles suivantes :
Option IX : séchage
Par exemple dans une enceinte ADF à 50-60°C
Option X : broyage la granulométrie obtenue est par exemple d’environ 100 pm
Case (6) : Enrichissement en groupements Sulfates
EXEMPLES
Les exemples sont donnés à titre d’illustration. L’objet de la présente invention ne se limite pas pour autant aux exemples suivants.
Exemple 1 : Procédé d'obtention des oligofucanes lere étape : trempage de 1000 kg d’algues fraîches (L dititata, L hyperborea p.e.) dans 1000 litres d’eau douce acidifiée à un pH de 2,0 (± 0,2) par de l'acide sulfurique (H2SO4) concentré pendant 2 à 3 heures à température ambiante.
2eme étape : récupération du jus de trempage de la première étape par tamisage.
3eme étape : correction du pH à 6,5 de la solution obtenue de la 2eme étape par ajout de soude 33 % (NaOH).
4eme étape : clarification de la solution obtenue de la 3eme étape par ultrafiltration avec un seuil fixé à 100 000 Da.
5eme étape : fractionnement du perméat obtenu de la 4eme étape par ultrafiltration au seuil de 2000 Da.
6eme étape : concentration du perméat obtenu de la 5eme étape à 20 °Bx sur concentrateur sous vide.
7eme étape : déminéralisation poussée du concentré obtenu de la 6eme étape par électrodialyse.
8eme étape : précipitation des oligofiicanes contenus dans la solution obtenue de la 7eme étape par ajout d'alcool éthylique (EtOH) à raison de 2V EtOH/lV solution concentrée d’oligofiicanes. Laisser décanter. Eliminer le surnageant.
9eme étape : lavage du précipité issu de la 8eme étape à raison de 1 masse d’EtOH / 1 masse de précipité. Laisser décanter. Eliminer le surnageant.
10eme étape : lavage du précipité issu de la 9eme étape à raison de 1 masse d’EtOH /1 masse de précipité. Laisser décanter. Eliminer le surnageant.
lleme étape : séchage du précipité issu de la 10eme étape dans une enceinte antidéflagration (ADF).
12eme étape : broyage du produit sec issu de la lleme étape avec granulométrie finale à 100 pm. Il a pu être récupéré entre 8 et 12 kg de produit selon les différents essais réalisés.
Exemple 2 : Caractérisation du produit obtenu
Toute méthode adaptée à la détermination de la présence de fucose est applicable en l’espèce. Ici, il a été utilisé une méthode de chromatographie avec une colonne de type « TG-225 » (Thermo Fisher Scientific) en phase gazeuse couplée à un détecteur à ionisation de flamme. Le produit obtenu par le procédé décrit ci-dessus présentait 85 à 95% de fiicose sulfaté.
Un dosage du soufre par analyse élémentaire permet d’en déterminer le taux et le degré de sulfatation. Le produit obtenu par le procédé décrit ci-dessus présentait un taux de sulfatation de l’ordre de 45% à 70% (analyse élémentaire CNS, méthode Dumas).
Le degré de polymérisation est déterminé par nanofdtration. Le produit obtenu par le procédé décrit ci-dessus présentait un degré de polymérisation inférieur à 2000Da (chromatographie ionique).
Le degré de pureté des produits a été évalué proche de 95%.
La répartition des type d’oligofucanes est estimée à :
Oligofucanes de une et deux unités (i.e. de formules B et C): 70 à 80%
Oligofiicane à trois et quatre unités (i.e. de formules D et E): 20 à 30%
Oligofiicane à cinq unités et plus : non détectés
Cette répartition est directement liée à la première étape d’hydrolyse. En effet, il a été mené différents essais selon le procédé décrit ci-dessus (à l’exception de l’étape de dépolymérisation) et la répartition des oligofucanes varie comme selon le tableau suivant :
Tableau 1 : Comparaison de la présente invention avec l’art antérieur
Conditions dépolymérisation (étape 1) Type d’oligofiicane* Quantités (en masse)
Selon les conditions du procédé de l’exemple 1 1 unité et 2 unités 70 à 80%
3 unités et 4 unités 20 à 30%
5 unités Non détecté
Selon les conditions du procédé de traitement radicalaire à ΙΉ2Ο2 telles que décrites dans EP0403377 1, 2, 3, 4 ou 5 unités Non détectés
* « 1 unité » correspond à la formule (B), « 2 unités » à la formule (C), « 3 unités » à la formule (CD), « 4 unités » à la formule (E), « 5 unités » correspond à la Formule (A) avec n = 5.
Exemple 3 : Tests • Coagulation
Une composition d’oligofucanes obtenus selon le procédé de l’exemple 1 a été soumise à un simple test de coagulation sanguine (sur des échantillons de sang de cinq patients différents).
De manière surprenante, les oligofucanes selon la présente invention ne présentent pas l’activité anticoagulante des oligofiicanes/fucanes de plus haut poids moléculaires. Or, les molécules présentent un enchaînement similaire (voire identique) mais à un degré de polymérisation moindre) aux fucanes connus dans Fart et qui sont connus pour leurs différentes activités biologiques. Il en résulte des perspectives d’application biologique (santé) très intéressantes (activité sur l’inflammation, l’arthrose, l’angiogénèse, l’obésité), sans les effets secondaires connus des fucanes de poids moléculaire supérieur.
• Cosmétiques
Les fucanes sont classiquement utilisés en cosmétique pour stimuler la synthèse du collagène de type 1 et la prolifération des fibroblastes dermiques. Il a pu être constaté que les oligofucanes de la présente invention ont une bien plus grande facilité de pénétration des 5 différentes couches de la peau que les fucanes de poids moléculaire supérieur.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé d’obtention d’une composition d’au moins un oligofucane à partir d’au moins une macroalgue brune comprenant les étapes successives suivantes :
    (a) dépolymérisation des fucanes présents, par exemple par voie chimique, physique et/ou enzymatique, (b) purification des oligofucanes de masse inférieure à M, obtenus à l’étape (a) (c) récupération des oligofucanes purifiés de l’étape (b) ;
    ledit procédé étant caractérisé en ce que :
    il comprend une étape (al) d’enrichissement en groupements sulfates présents sur les fucanes et/ou les oligofucanes, préférentiellement lors de l’étape (a) de dépolymérisation et
    M est inférieur à 5000 Da, préférentiellement inférieur à 2000 Da.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
    - l’étape (a) est une dépolymérisation par voie chimique comprenant :
    - une étape (a2) de trempage de ladite au moins une macroalgue brune contenant des fucanes dans une solution aqueuse ;
    - une étape (a3) de traitement acide du mélange de l’étape (a2), le pH du milieu traité étant compris entre 1 et 4, l’acide utilisé étant préférentiellement l’acide sulfurique ;
    les étapes (a2) et (a3) pouvant être menés successivement et/ou conjointement ;
    - optionnellement, l’étape (b) de purification des oligofucanes comprend une étape (bl) de précipitation des oligofucanes à l’aide d’un alcool.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que :
    - au moins une macroalgue brune à l’étape (al) est fraîche, formolée et/ou sèche, préférentiellement choisie dans le groupe constitué de Ascophyllum sp, Fucus sp, Lamaniria sp, Euchema sp, Macrocystis sp et Alaria sp;
    - une étape (a4) de récupération, préférentiellement par tamisage, décantation ou centrifugation, du jus de trempage de l’étape (a2) est insérée entre l’étape (a2) et l’étape (a3) ;
    - l’étape (a3) dure de 0,5 à 4 heures et est suivie d’une étape (a5) optionnelle de correction du pH, préférentiellement avec de la soude, du mélange pour que celui-ci soit compris entre 5 et 8 ;
    - l’étape de purification (b) comprend une première étape (b2) de filtration, préférentiellement par ultrafiltration avec un fractionnement dont le seuil de coupure est inférieur à 100 000 Da, avec récupération du perméat obtenu permettant une clarification du mélange ;
    - l’étape de purification (b) comprend une seconde étape (b3) de fractionnement par ultrafiltration dont le seuil de coupure est inférieur à 5 000 Da, avec récupération du perméat obtenu ;
    - l’étape de purification (b) comprend une troisième étape (b4) de concentration, préférentiellement sous vide, permettant au mélange d’atteindre un degré Bx compris entre 15 et 25°Bx ;
    - l’étape de purification (b) comprend une quatrième étape (b5) de déminéralisation, préférentiellement par électrodialyse ;
    - l’alcool de l’étape de purification (bl) par précipitation est choisi parmi un alcool en Cl à C5, tel que le méthanol, l’éthanol le n-propanol, l’isopropanol, le n-butanol, l’isobutanol, ou encore le tert-butanol, préférentiellement l’éthanol, cette étape étant éventuellement suivie par un ou plusieurs lavages du précipité avec de l’éthanol ;
    - l’étape de récupération (c) comprend une étape (cl) de séchage du produit obtenu à l’étape (b), éventuellement suivi par une étape (c2) de broyage.
  4. 4. Composition comprenant au moins un oligofucane, ou un sel de celui-ci, susceptible d’être obtenu selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, préférentiellement avec un taux de soufre supérieur à 15 %, préférentiellement supérieur à 25 %, en masse par rapport à la masse sèche de la composition et/ou en ce que ladite composition comprend au moins 10%, préférentiellement au moins 90%, en masse sèche d’oligofucane par rapport à la masse sèche de composition.
  5. 5. Composition selon la revendication 4 caractérisée en ce qu’elle présente au moins un oligofucane de Formule (A) suivante :
    h3c
    Figure FR3079831A1_C0001
    n
    Formule (A) dans laquelle :
    XI, X2, X3 et X4 représentent indépendamment les uns des autres -H, une charge négative, -SO3H, ou -SO3·, le(s) carbone(s) numéroté(s) 2 sont de configurations alpha ou beta, indépendamment les uns des autres, n est compris entre 1 et 5, préférentiellement entre 1 et 4 ou un sel de l’oligofiicane de Formule (A).
  6. 6. Composition selon la revendication 5 caractérisée en ce qu’il y a au moins un groupement de nature différente des autres dans l’ensemble des groupements XI, X2 et X3.
  7. 7. Oligofucane de Formule (A) telle que définie dans les revendications 5 ou 6, XI, X2 et X3 ne pouvant pas tous représenter le groupement -H lorsque X4 représente H.
  8. 8. Utilisation cosmétique d’une composition selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 ou d’un oligofiicane selon la revendication 7, préférentiellement pour leurs actions anti-âge, antirides et/ou raffermissant sur la peau.
  9. 9. Composition selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 ou oligofiicane selon la revendication 7 en tant que médicament, préférentiellement destinés au traitement de l’inflammation, de l’arthrose, de l’angiogénèse et/ou de l’obésité.
  10. 10. Utilisation d’une composition selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 ou d’un oligofiicane selon la revendication 7 en tant qu’intermédiaire de synthèse dans la synthèse d’un oligofucose ou de fucose.
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