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| Issue |
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 8, December 2000
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|---|---|---|
| Page(s) | 819 - 829 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/forest:2000155 | |
DOI: 10.1051/forest:2000155
Ann. For. Sci. 57 (2000) 819-829
Caractérisation et origine des tropolones responsables de la durabilité naturelle des Cupressacées. Application potentielle en préservation du bois
Jean-Pierre Haluk - Cécile Roussel
Laboratoire d'Études et de Recherches sur le Matériau Bois (LERMAB),
Équipe de Chimie organique, Biochimie-Microbiologie, Université Henri Poincaré Nancy 1,
ENSAIA-INPL, 2, avenue de la forêt de Haye, 54500 Vand
uvre-lès-Nancy, France
(
Abstract:
Characterization and origin of tropolones responsible for the cupressales natural
durability. Potential application to wood preservation. The aim of this review is
to present the chemical structure of a group of compounds naturally found in the
trees belonging to the Order of the Cupressales, and being considered responsible
for this wood species natural durability: namely tropolones. These compounds, and
particularly the 
,
and 
-thujaplicin, have often been isolated from Cupressaceae
(Cupressus, Chamaecyparis, Juniperus, Thuja, ...), which timber is extremely resistant
to biodegradation. Previous studies have shown the important inhibition properties of
the tropolones towards wood-destroying fungi and insects. Then, it would be an
environmental and safety challenge to use these properties at an industrial scale,
as a substitution to the toxic wood preservatives (such as CCA). However, either
the extraction of these molecules (solvent extraction, CO2 supercritical fluid, ...)
or their synthesis are far too expensive for such an application. The use of
biotechnologies (cals, cell suspensions, ...) could be judicious solution to get a
cost-effective production of tropolones. Biosynthesis of tropolones from cell
cultures of Thuja plicata has already been assessed, and first wood impregnation
trials with crude extracts have been performed. The experiments have proved fungicidal
efficiency from tropolones when used as wood preservatives.
,
and -thujaplicin, have often been isolated from Cupressaceae
(Cupressus, Chamaecyparis, Juniperus, Thuja, ...), which timber is extremely resistant
to biodegradation. Previous studies have shown the important inhibition properties of
the tropolones towards wood-destroying fungi and insects. Then, it would be an
environmental and safety challenge to use these properties at an industrial scale,
as a substitution to the toxic wood preservatives (such as CCA). However, either
the extraction of these molecules (solvent extraction, CO2 supercritical fluid, ...)
or their synthesis are far too expensive for such an application. The use of
biotechnologies (cals, cell suspensions, ...) could be judicious solution to get a
cost-effective production of tropolones. Biosynthesis of tropolones from cell
cultures of Thuja plicata has already been assessed, and first wood impregnation
trials with crude extracts have been performed. The experiments have proved fungicidal
efficiency from tropolones when used as wood preservatives.
Keywords:
tropolones / Cupressaceae / natural durability / wood preservatives /
cell biotechnologies
Résumé:
L'objectif de cette revue est de présenter la nature chimique d'une famille de composés
extractibles appelée tropolones, répertoriée dans l'ordre des Cupressales et considérée
comme étant responsable de la durabilité naturelle des essences contenant ces métabolites
secondaires. Des tropolones, en particulier les ,
et -thujaplicines, ont souvent
été isolées à partir de Cupressacées (Cupressus, Chamaecyparis, Juniperus, Thuja, ...)
qui possèdent en effet un bois très résistant à la biodégradation. Des études déjà
anciennes ont montré la toxicité importante des tropolones vis-à-vis des champignons
de la pourriture du bois et des insectes. Il serait donc intéressant de pouvoir
exploiter cette propriété au niveau industriel en substituant les agents chimiques
de préservation du bois (CCA, etc.) par des molécules naturelles biocides. Ce concept
peut donc constituer un enjeu prometteur pour le respect de l'environnement. Comme
l'extraction de ces substances par des méthodes habituelles (solvant, CO2 supercritique)
ou leur synthèse chimique, onéreuse et peu rentable, ne sont pas envisageables au niveau
industriel, l'exploitation des biotechnologies végétales (cals, suspensions cellulaires)
peut constituer une démarche judicieuse pour l'obtention rapide de ces molécules biocides.
En effet, la biosynthèse des tropolones a été obtenue par culture cellulaire de
Thuja plicata et des premiers essais d'imprégnation d'éprouvettes de bois avec un
extrait brut obtenu à partir des cellules végétales tendent à confirmer l'efficacité
antifongique de ce nouveau type de traitement de préservation du bois.
,
et -thujaplicines, ont souvent
été isolées à partir de Cupressacées (Cupressus, Chamaecyparis, Juniperus, Thuja, ...)
qui possèdent en effet un bois très résistant à la biodégradation. Des études déjà
anciennes ont montré la toxicité importante des tropolones vis-à-vis des champignons
de la pourriture du bois et des insectes. Il serait donc intéressant de pouvoir
exploiter cette propriété au niveau industriel en substituant les agents chimiques
de préservation du bois (CCA, etc.) par des molécules naturelles biocides. Ce concept
peut donc constituer un enjeu prometteur pour le respect de l'environnement. Comme
l'extraction de ces substances par des méthodes habituelles (solvant, CO2 supercritique)
ou leur synthèse chimique, onéreuse et peu rentable, ne sont pas envisageables au niveau
industriel, l'exploitation des biotechnologies végétales (cals, suspensions cellulaires)
peut constituer une démarche judicieuse pour l'obtention rapide de ces molécules biocides.
En effet, la biosynthèse des tropolones a été obtenue par culture cellulaire de
Thuja plicata et des premiers essais d'imprégnation d'éprouvettes de bois avec un
extrait brut obtenu à partir des cellules végétales tendent à confirmer l'efficacité
antifongique de ce nouveau type de traitement de préservation du bois.
Mots clé :
tropolones / Cupressacées / durabilité naturelle / préservation du bois /
biotechnologies végétales
Correspondance et tirés à part : Jean-Pierre Haluk
Tél. (33) 03 83 59 58 66 ; Fax. (33) 03 83 59 59 15 ;
e-mail : sebioch@ensaia.inpl-nancy.fr
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