Coumarine

Coumarine
Identification
Nom UICPA	1-benzopyrane-2-one
Synonymes	2H-chromenone Cumarine Benzo-α-pyron
NoCAS	91-64-5
NoECHA	100.001.897
NoCE	202-086-7
PubChem	323
SMILES	C1=CC=C2C(=C1)C=CC(=O)O2 PubChem,vue 3D
InChI	InChI:vue 3D InChI=1/C9H6O2/c10-9-6-5-7-3-1-2-4-8(7)11-9/h1-6H
Apparence	flocons incolores, d'odeur caractéristique.
Propriétés chimiques
Formule	C9H6O2[Isomères]
Masse molaire	146,142 7 ± 0,008 2g/mol C 73,97 %, H 4,14 %, O 21,9 %,
Propriétés physiques
T°fusion	69à71°C
T°ébullition	301,7°C
Solubilité	Faible (1,9g·l-1à20°C)
Masse volumique	0,94g·cm-3
Point d’éclair	150°C
Pression de vapeur saturante	à106°C:0,13kPa
Précautions
Directive 67/548/EEC
Xn Symboles: Xn:Nocif Phrases R: R22:Nocif en cas d’ingestion. Phrases S: S36:Porter un vêtement de protection approprié. Phrases R:22, Phrases S:36,
Transport
- 2811 Numéro ONU: 2811:SOLIDE ORGANIQUE TOXIQUE, N.S.A.
Classification duCIRC
Groupe 3: Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme
Écotoxicologie
DL50	0,196g·kg-1(souris,oral) 0,293g·kg-1(rats,oral)
LogP	1,39
Considérations thérapeutiques
Classe thérapeutique	Anticoagulant
Composés apparentés
Isomère(s)	isocoumarine chromone
Unités duSIetCNTP,sauf indication contraire.

Lacoumarineest unesubstancenaturelleorganiquearomatique.Sa formule chimique est C₉H₆O₂.Elle est connue dans lanomenclature internationalecomme 2H-1-benzopyrane-2-one, molécule qui peut être considérée en première approximation comme unelactonede l’acide 2-hydroxy-Z-cinnamique.

Son odeur defoinfraîchement coupé a attiré l'attention des parfumeurs sur elle dès leXIX^esiècle^{[réf. nécessaire]}.Habituellement, la coumarine simple se trouve sous forme liée à un sucre qui la retient dans l'eau desvacuolesdescellules végétales:pour qu'elle soit émise, elle doit être séparée du sucre et subir uneoxydationpar l'oxygène de l'air pour donner la forme volatile, plus odorante.

Le même terme de coumarine désigne aussi la classe descomposés phénoliquesdérivés de cette dernière molécule, la 2H-1-benzopyrane-2-one. Ces composés possèdent des hydroxyles phénoliques qui peuvent être méthylés ou être engagés dans des liaisonshétérosides,constituant alors lagénine.Plus d’un millier de coumarines naturelles ont été décrites. Elles sont très largement distribuées dans le règne végétal.

La coumarine utilisée en parfumerie (Shalimaret Jicky deGuerlainouContradictiondeCalvin Klein) ou pouraromatiserles aliments ou les boissons est surtout obtenue parsynthèse.

Prise en excès, elle peut provoquer deseffets secondaires,tels que nausées, vomissements, vertiges et maux de tête et, alors qu'elle est normalement dégradée par le foie, induire unetoxicité hépatique.

Étymologie

La coumarine tire son nom dekumarú,le nom dans des langues amérindiennescaribes(Kali'na)ettupideGuyanede l’arbre poussant en Amérique tropicale, legaïac de Cayenne(Dipteryx odorata(Aubl.) Forsyth f.initialement appeléCoumarouna odorataAubl.) de la famille desFabacées,donnant lafève tonka,d’où cette molécule, concentrée à 1-3 %, fut isolée en 1820 par le chimisteHeinrich August von Vogel(de).Le nom detonkavient aussi du tupi et d’une langue caraïbe de Guyane, lekali'na(ou galibi).

Coumarine simple

La coumarine fut l'une des premièressynthèsesaromatiques réalisées vers la fin duXIX^esiècle (1868) par le chimiste anglaisWilliam H. Perkin.Quelques années plus tard, en 1882,Paul Parquet(en)employa cette molécule de synthèse pour créerFougère royale,un parfum de la maison éponyme fondée en1775parJean-François Houbigant(devenuH pour homme), puisAimé Guerlainl'utilisa pourJicky,en 1889. Ces usages marquèrent un tournant dans l’histoire des parfums et arômes de synthèse.

Elle est depuis peu réglementée pour une possiblehépatotoxicité.

Plantes riches en coumarine

La coumarine est unmétabolite secondaire de plantes,lasynthèsede ce composé participant à leurdéfense chimique contre les herbivores:

• lafève tonka,fruit dugaïac de Cayenne(Dipteryx odorata) de la famille des Fabacées, est très riche en coumarine (de 1 à 3,5 %). À maturité, la fève libère des arômes de vanille, de foin et d’amande. Elle est en vogue auprès de quelques grands chefs qui l’utilisent pour parfumer les crèmes et les gâteaux.Elle servait à aromatiser certains tabacs à pipe comme l'Amsterdamer;
• l’aspérule odorante,(Galium odoratum) ou gaillet odorant (de la famille desRubiacées), est peu odorante à l'état frais mais prend au séchage une agréable senteur de foin, due au développement de la coumarine (la plante sèche comporte de 1,0 à 1,3 % de coumarine);
• la racine de laflouve odorante(Anthoxanthum odoratum) ou « chiendent odorant » (de la famille desPoacées);
• lamélitte à feuille de mélissecontinent de la coumarine dans les feuilles et fleurs fraîches;
• lacannelle de Chineou casse (Cinnamomum cassia) est riche en coumarine(0,45 %) et enaldéhyde cinnamique(2,56 %) et contient des traces d’eugénol;Lacannelle de Ceylan(Cinnamomum verum) ne contient que des traces de courmarine;
• les tiges feuillées dumélilot officinalou mélilot jaune (Melilotus officinalisde la famille desFabacées) renferme, surtout dans les jeunes feuilles, du mélilotoside, glucoside de l'acide 2-hydroxycinnamique qui conduit par lactonisation à la coumarine (0,2 %);
• la feuille demaïs(Zea mays) avec 0,2 % est aussi riche;
• lalavande vraie(Lavandula angustifolia) avec 0,15 % est beaucoup plus riche que la lavande aspic (Lavandula latifolia) qui n’en contient que 0,0022 %;
• l'angélique officinale (Angelica archangelica) renferme de nombreuses coumarines: simples, furaniques et hydroxy-isopropyldihydrofuraniques;
• la berce du Caucase (Heracleum mantegazzianum) cause de graves réactions phototoxiques par contact en raison de la présence defuranocoumarineslinéaires (psoralène, bergaptène et xanthotoxine, voir la dernière section sur les coumarines). Lecéleri(Apium graveolens), lepanais(Pastinaca sativa), la grande berce (Heracleum sphondylium) ou la rue (Ruta graveolens) peuvent également générer des réactions phototoxiques par contact chez des sujets sensibles;
• la vanille Pompona a pour principale molécule aromatique la coumarine, lui conférant des notes de réglisse et de feuille de tabac.
• Hierochloe odorata,planteherbacéevivacede lafamilledesPoacées,originaire de l'hémisphère Nord. Elle est utilisée enaromathérapieet dans la production de boissons distillées (Żubrówka).

La coumarine simple est le composé responsable de l'odeur de foin coupé.

• 
  Fèves tonka.
• 
  Aspérule odorante.
• 
  Heracleum mantegazzianum.

Propriétés physico-chimiques

• Hydrosolubilité: faible (1,9g/ld'eaufroide et20g/ld'eau portée àébullition).
• Soluble dans lesalcoolset dans les solvants organiques comme l'éther diéthyliqueou les solvants chlorés.
• Cristallographie:solideformé de cristauxorthorhombiques.

Absorption et métabolisme chez l'homme

Pour Lake (1999),la source principale de coumarine dans l’alimentation viendrait de lacannellesouvent présente sous forme d’arôme alimentaire. Il estime l'exposition journalière par l'alimentation à0,02mg·kg^-1·j^-1.

Aprèsingestion,la coumarine est rapidement et complètement absorbée dans le tube digestif puis massivement métabolisée dans lefoie.Elle y subit principalement unehydroxylationen 7-hydroxycoumarine 7-HC (pour 84 %) et une ouverture du cycle de lalactone,avant d’être en grande partie excrétée dans les 24 heures, par voierénale(voir figure 1). Son temps dedemi-viedans l'organismehumain est d’une heure.

Fig. 1. Les 2 voies principales du métabolisme de la coumarine.

Chez l’homme, la voie par la 7-hydroxylation est très largement majoritaire et donne des métabolites peu toxiques: la 7-hydroxycoumarine et ses conjugués glucuronidés et sulfatés. Par contre, chez le rat et la souris, aucune 7-HC n’est détectée dans ses urines après une ingestion de coumarine et l’autre voie produit des composés très toxiquespour le foie et les reins: voie de la 3,4-époxydation. Il est important de savoir, que certaines personnes avec une activité du cytochrome P450 (enzyme qui métabolise la coumarine en 7-hydroxycoumarine) peuvent métaboliser plus majoritairement la coumarine par la voie de la 3,4-époxydation (voie cytotoxique qui conduit à la o-HPAA), ce qui peut entrainer une toxicité hépatique et rénale.

Usage en médecine

Enmédecine,la coumarine est utilisée dans le traitement adjuvant du lymphœdème post-mastectomie,en complément des méthodes de contention. Son action anti-œdémateuse résulte de l'augmentation du drainagelymphatiqueet de la stimulation de l'activitéprotéolytiquedesmacrophages. Mais la multiplication des cas d’hépatite chez les patients traités à fortes doses avec cette molécule a conduit au retrait du marché de la spécialité correspondante.

La coumarine reste utilisée enphytothérapie,mais à des doses beaucoup plus faibles, comme dans les spécialités contenant dumélilot.

À la différence de ses dérivés (comme lawarfarine), la coumarine elle-même n’a pas d’activitéanticoagulante.

Mais lafermentationhumide de foin qui renferme de la coumarine (en raison de la présence de mélilot) génère des dérivés anticoagulants, qui entraînent deshémorragieschez lesherbivoresqui en consomment. Le 4-hydroxy-3-[1-(4-nitrophényl)-3-oxobutyl]coumarine, appelé usuellementacénocoumarol,estantagoniste de la vitamine Ket inhibiteur de lasynthèsedes facteurs de la coagulation vitamino-K-dépendants. Ses propriétés anticoagulantes sont utilisées dans lathérapiedesmaladiesthromboemboliques.

Usage alimentaire

Lecodex alimentariusa recommandé en 1985 (réaffirmé en 2006) de ne pas ajouter la coumarine telle quelle aux aliments et aux boissons. Elle peut être présente dans les aliments et les boissons seulement sous la forme de préparationsaromatisantesnaturelles (par exemple l'extrait defève tonka) et pas à plus de2mg·kg^-1dans les denrées alimentaires et les boissons et de10mg·kg^-1dans les caramels spéciaux.

En 2004 puis enjuillet 2008,l’Autorité européenne de sécurité des aliments(AESA) a recommandé une dose journalière acceptable (DJA) de0,1mgde coumarine/kg de poids corporel.Un calcul simple permet de s’apercevoir que la DJA est très largement dépassée par une cuillerée à café decannelle de Chine(ou casse).D'où l'importance de bien distinguer cette cannelle de lacannelle de Ceylan,dépourvue de coumarine.

En cuisine, les fleurs d'aspérule odorante, au parfum caractéristique, sont utilisées dans la région d'Arlon(Belgique) pour la fabrication dumaitrank.La macération de ces fleurs dans du vin blanc sucré sert à parfumer le « vin de mai » appelé aussiMaibowle.

Enfin la coumarine est fortement contenue dans l'herbe de bison,une plante utilisée notamment pour la fabrication de lavodkapolonaiseŻubrówka.Cette herbe« dégage un arôme délicat de noix de coco, de vanille et d'amande, puis laisse une impression sirupeuse, épaisse en bouche, due à sa très fine astringence».

Autres usages

L'odeur de foin fraîchement coupé de la coumarine est très utilisée en parfumerie. Actuellement, elle entre dans la composition de 90 % des parfums (dans 60 % avec une teneur supérieure à 1 %).Elle s'associe bien à lavanillinedont elle atténue le côté alimentaire. Elle est aussi utilisée dans les produits cosmétiques (déodorants, eaux de toilette, crèmes, shampoings, savons de toilette, dentifrice, etc.).

On trouve aussi de la coumarine dans les cigarettes indiennes, lesbidî,et les cigarettes aux clous de girofle indonésiennes, leskreteks .

Pour neutraliser ou masquer les mauvaises odeurs, la coumarine est aussi ajoutée aux peintures, insecticides, encres, aux aérosols, au caoutchouc ou aux matières plastiques.

Coumarines

La famille des coumarines est formée des composés phénoliques dérivés de la coumarine simple, la 2H-1-benzopyrane-2-one, molécule elle-même dénuée de groupehydroxylephénolique OH. Toutes les coumarines sont substituées en C-7 par un hydroxyle phénolique.

Les divers groupes hydroxyles en C-6, C-7 et C-8, peuvent ensuite:

• êtreméthylés;

Les coumarines aglycones
	R6	R7	R8	Formules
Coumarine (non phénolique)	H	H	H
Ombelliférone	H	OH	H
Herniarine	H	OCH3	H
Esculétol	OH	OH	H
Scopolétol	OCH3	OH	H
Scopanone	OCH3	OCH3	H
Fraxétol	OCH3	OH	OH

(Le scopolétol est très répandu dans les enveloppes des graines où il inhibe la germination.)

• ou être engagés dans une liaisonhétéroside.

Quelques glucosides de coumarine Gluc= β-D-glucopyranosyloxy
	CAS	synonyme	R6	R7	R8
Skimmine	93-39-0	7-O-glucosyl-ombelliférone	H	Gluc	H
Esculoside	531-75-9	6-O-glucosyl-esculétol	Gluc	OH	H
Cichoriine	531-58-8	7-O-glucosyl-esculétol	OH	Gluc	H
Scopoline	531-44-2	7-O-Glucosyl-6-méthoxycoumarine	OCH3	Gluc	H

L'esculoside, présente dans l'écorce dumarronnier d'Inde,est réputée veinotonique.

• 
  Esculoside
• 
  Cichoriine

Ces molécules peuvent aussi être associées avec des chaînes isopréniques en C5, C10 (monoterpènes) ou plus rarement C15 (sesquiterpènes).

Prényloxycoumarines
	CAS	synonyme	R6	R7	R8
Auraptène	495-02-3	7-géranyloxy coumarine	H	O-géranyl	H
Subérosine	581-31-7	7-méthoxy-6-(3-méthyl-2-butényl)-coumarine	amylènyl	OCH3	H
Osthol	484-12-8	7-méthoxy-8-(3-méthyl-2-butényl)-coumarine	H	OCH3	amylènyl

• 
  Auraptène
• 
  Subérosine

Les zestes d'agrumessont très riches en auraptène.

La fusion de la coumarine avec un hétérocycle supplémentaire à 5 ou 6 atomes donnent deux nouvelles classes:

• lesfuranocoumarines,composés formés par la fusion d'un hétérocyclefuraneavec la coumarine et ses dérivés. L'association peut se faire:

1. Soit dans le prolongement de la coumarine (forme linéaire):psoralèneet ses dérivés (bergaptène,impératorine, xanthotoxine, chalepensine),
2. Soit sur le côté (forme angulaire):angélicineet ses dérivés;

• 
  Psoralène
• 
  Bergaptène
• 
  Angélicine

• lespyranocoumarines,composés formés par la fusion d'un hétérocyclepyraneavec la coumarine:

1. Soit dans le prolongement (forme linéaire):xanthylétine,
2. Soit latéralement (forme angulaire): séseline,visnadine.

• 
  Xanthylétine
• 
  Séseline

Les furanocoumarines linéaires (psoralène, bergaptène, xanthotoxine) sont phototoxiques par contact. Elles peuvent provoquer desdermatiteschez les personnes manipulant les plantes qui en contiennent comme lecéleri,lepersil,lepanais,ou lesagrumes.Certains agriculteurs peuvent se voir contraint d'abandonner leur activité.

L'assemblage de la coumarine et de trois hétérocycles defuranesdonne desaflatoxines,toxines produites par des moisissures au pouvoir cancérigène élevé. Enfin, unanticoagulanttrès utilisé en thérapeutique, lawarfarineou coumadine est un dérivé de synthèse de la bishydroxycoumarine.

Voir aussi

Articles connexes

• Chromone
• Fève tonka,Cannelle (écorce)
• Aflatoxine
• Auraptene