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Estudo fitoquímico e avaliação da atividade moluscicida da Kielmeyera variabilis Mart (Clusiaceae)

Phytochemical study and evaluation of the molluscicidal activity of Kielmeyera variabilis Mart. (Clusiaceae)

Resumo

Methanol extract obtained from Kielmeyera variabilis stems showed significant molluscicidal activity against Biomphalaria glabrata. The phytochemical studies of the plants stem to the isolation of three xanthones (assiguxanthone-B, kielcorin and 1,3,5,6-tetrahtydroxy-2-prenylxanthone) and a organic acid (2,5-dihydroxy benzoic acid). The structures of these compounds were identified by IR, MS, ¹H and 13C NMR spectral analysis and comparison with literature data.

Kielmeyera variabilis; molluscicidal activity; xanthones


Kielmeyera variabilis; molluscicidal activity; xanthones

ARTIGO

Estudo fitoquímico e avaliação da atividade moluscicida da Kielmeyera variabilis Mart (Clusiaceae)

Phytochemical study and evaluation of the molluscicidal activity of Kielmeyera variabilis Mart. (Clusiaceae)

Lucimar PinheiroI; Diógenes Aparício Garcia CortezI; Gentil J. VidottiII; Maria Claudia M. YoungIII; Antônio Gilberto FerreiraIV

IDepartamento de Farmácia e Farmacologia, Universidade Estadual de Maringá, Av. Colombo, 5790, Campus Universitário, 87020-900 Maringá, PR

IIDepartamento de Química, Universidade Estadual de Maringá, Av. Colombo, 5790, Campus Universitário, 87020-900 Maringá, PR

IIIInstituto de Botânica de São Paulo, Av. Miguel Stefano, 3687, 04301-902 São Paulo, SP

IVDepartamento de Química, Universidade Federal de São Carlos, CP 676, 13565-905 São Carlos, SP

Endereço para correspondência Endereço para correspondência Diógenes Aparício Garcia Cortez e-mail: dagcortez@uem.br

ABSTRACT

Methanol extract obtained from Kielmeyera variabilis stems showed significant molluscicidal activity against Biomphalaria glabrata. The phytochemical studies of the plants stem to the isolation of three xanthones (assiguxanthone-B, kielcorin and 1,3,5,6-tetrahtydroxy-2-prenylxanthone) and a organic acid (2,5-dihydroxy benzoic acid). The structures of these compounds were identified by IR, MS, 1H and 13C NMR spectral analysis and comparison with literature data.

Keywords:Kielmeyera variabilis; molluscicidal activity; xanthones.

INTRODUÇÃO

A espécie vegetal Kielmeyera variabilis Mart, conhecida popularmente por malva-do-campo (sinonímia: pau-santo), é encontrada nos estados de Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Rio de Janeiro, Goiás e Piauí1.

Plantas do gênero Kielmeyera encontradas no cerrado brasileiro têm sido usadas pela população para o tratamento de diversas doenças, como esquistossomose, leishimania, malária, infecção por bactérias e fungos, entre outras2.

Extratos brutos obtidos de diversas partes de espécies da família Clusiaceae, como Calophyllum verticillatum, C. inophyllum e C. recedens apresentaram atividade moluscicida na concentração de 100 ppm para a primeira espécie e 10 ppm para as outras duas3.

Nas plantas da família Clusiaceae, Hipericaceae e Gentianaceae encontra-se uma classe de substâncias de interesse fitoquímico denominadas xantonas4. Uma das principais atividades biológicas atribuídas às xantonas é a inibição da enzima monoamino-oxidase (MAO), e sua inibição está associada à atividade antidepressiva5. Outras propriedades farmacológicas atribuídas às xantonas são ação antiinflamatória, antiviral (herpes), antimicrobiana, antifúngica e, também, citotóxica6. Da espécie Kielmeyera coriacea foram isolados xantonas, triterpenos e um composto bifenílico, que exibiram atividade antifúngica sobre Cladosporium cucumerinum e Candida albicans7. A osajaxantona isolada desta espécie exibiu proteção contra a infecção das cercárias do Schistosoma mansoni, quando aplicada na pele de animais8.

As substâncias moluscicidas são um fator crucial para o controle da esquistossomose. No presente momento apenas uma substância sintética, a niclosamida, é recomendada pela OMS como moluscicida9. Em países do Terceiro Mundo o uso de moluscicidas sintéticos tem causado problemas de toxicidade, contaminação do meio ambiente e a resistência dos caramujos (Biomphalaria glabrata) transmissores da esquistossomose. Em contraste, o uso de plantas com atividade moluscicida pode representar uma alternativa barata, além de não poluir o meio ambiente10.

O ensaio in vitro para avaliação da atividade moluscicida, utilizado neste trabalho, constitui uma importante alternativa para o controle do vetor dos parasitas da esquistossomose, pois é um teste rápido, barato e recomendado pela OMS, porém existem muitos pré-requisitos para uma planta ser utilizada como moluscicida10,11.

Assim, o presente trabalho tem como objetivo investigar a atividade moluscicida e realizar um estudo fitoquímico da Kielmeyera variabilis Mart.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O extrato metanólico (EM) dos galhos da Kielmeyera variabilis Mart apresentou atividade moluscicida para a espécie B. glabrata, na concentração de 12,5 ppm deste extrato, conforme apresentado na Tabela 1. Como os extratos brutos de plantas são considerados ativos em concentrações abaixo de 100 ppm, este extrato poderia constituir uma alternativa aos moluscicidas sintéticos12. Foi relatado na literatura que extratos brutos preparados de diversas partes de espécies da família Clusiaceae, pertencentes ao gênero Calophyllum, apresentaram atividade moluscicida entre 100-10 ppm. Estas espécies, originárias de Madagascar, podem ser uma nova opção no combate à esquistossomose, que é muito freqüente em países do Terceiro Mundo3. Porém, uma desvantagem quanto aos moluscicidas obtidos na forma de extratos brutos de plantas é a necessidade de uma padronização dos mesmos, em decorrência da variação do conteúdo dos princípios ativos que as plantas sofrem, de acordo com a época do ano. Este extrato foi fracionado em cromatografia a vácuo utilizando-se os solventes hexano, diclorometano e diclorometano:acetato de etila (1:1; v/v), acetato de etila, metanol e metanol:água (1:1; v/v), e com as frações os ensaios para avaliar a atividade moluscicida. O estudo fitoquímico biomonitorado do caule da K. variabilis convergiu para as frações F5 e F6, com atividade moluscicida nas concentrações de 100 e 50 ppm respectivamente, como demonstrado na Tabela 1. Pode-se observar que após o fracionamento houve uma diminuição da atividade moluscicida. Este efeito pode estar relacionado a um sinergismo entre as substâncias componentes das frações. As frações F5 e F6 foram reunidas após análise em CCD e cromatografadas em coluna de gel de SEPHADEXÒ LH-20 eluída com metanol, fornecendo um material puro. A análise dos dados espectrais de RMN de 13C e 1H e MS deste material permitiu identificá-lo com sendo a kielcorina (3). As frações F1 a F4, não ativas, foram reunidas e submetidas à cromatografia em coluna de gel de SEPHADEXÒ LH-20, e uma das frações obtidas após CC de sílica forneceu assiguxantona-B (1), 1,3,5,6-tetra-hidroxi-2-prenilxantona (2) e ácido 2,5-di-hidroxibenzóico (4). A substância 3, originária da reunião das frações ativas F5 e F6, foi avaliada numa concentração de 10 ppm e não apresentou atividade moluscicida após 24 h. A substância pura foi testada a partir desta concentração, porque são consideradas ativas somente substâncias próximas ao moluscicida sintético recomendado pela ONU (niclosamida), que apresenta atividade na concentração de 1 ppm. Por outro lado, passam a ter valor comercial somente as substâncias puras com atividades moluscicidas menores que 10 ppm13. O EM dos caules da Kielmeyera variabilis apresentou uma forte atividade moluscicida na concentração de 12,5 ppm, e esta parte coletada não compromete seu desenvolvimento quando a planta é coletada de forma racional. Esta espécie deve ser mais bem investigada para se avaliar o potencial de outras partes do vegetal, qual parte apresenta melhor atividade moluscicida e em que época do ano apresenta maior atividade. As substâncias 1, 2, 3 e 4 já foram isoladas de várias espécies vegetais14-17, porém foram obtidas pela primeira vez da Kielmeyera variabilis Mart. As estruturas 2, 3 e 4 foram caracterizadas com base nos espectros de RMN 1H, 13C e massas. No presente trabalho estão sendo apresentados pela primeira vez os dados de RMN 1H e 13C de 1, cuja atribuição foi efetuada por comparação com os dados do derivado metilado da assiguxantona-B(1A)14 e pelos dados HSQC, gHMBC e massas (Tabela 2). A substância 1 mostrou o íon molecular de m/z 329 [M + H]+, compatível com a fórmula molecular C18H16O6. As diferenças significativas dos deslocamentos químicos nos espectros de 13C e RMN 1H para os carbonos 4, 5 e 8 da substância 1 com relação aos dados correspondentes do derivado metilado 1A foram consistentes com as alterações eletrônicas provocadas pela conversão dos grupos hidroxílicos na posição 3, 6 e 7 em metoxílicos, provocando uma blindagem 4 ppm nos carbonos 4, 5 e 8, devido à proteção exercida pelo grupo metoxila sobre esses átomos, para a substância 1A.

CONCLUSÕES

O extrato metanólico bruto dos caules Kielmeyera variabilis Mart pode ser empregado satisfatoriamente como moluscicida natural, e o seu fracionamento levou à diminuição da atividade biológica. A principal vantagem da utilização deste extrato bruto seria o baixo custo de obtenção e a não-poluição do meio ambiente, por ser obtido de uma fonte renovável da natureza. Resultados similares com extrato bruto de espécies de plantas da família Clusiaceae foram encontrados. Uma possível alternativa à busca de xantonas como moluscicidas naturais seria a ocorrência predominante destas substâncias químicas nesta família.

PARTE EXPERIMENTAL

Estudo fitoquímico

Procedimentos experimentais gerais

Os espectros no infravermelho foram registrados em espectrômetro BOMEN – MV 100, Hartmann & Braun- Michelson. Os espectros de RMN de 1H (400 MHz) e de 13C (100,6 MHz) foram obtidos em espectrômetro Bruker WH 400 e VARIAN, modelo GEMINI 2000 BB, 300 MHz (300,06 MHz para 1H e 75,45 MHz para 13C), utilizando-se CD3OD e (CD3)2CO como solvente, e TMS como referência interna. Para a obtenção de espectro no ultravioleta foi utilizado o aparelho Varian Cary 1E. Os espectros de massa por elétron-spray foram obtidos em espectrômetro VG Platform II, operando a 70 ev, e os espectros de massas (EM) de baixa resolução foram obtidos em aparelho CG/EM – SHIMADZU, modelo QP 2000 A, a 70 eV, equipado com sonda para sólidos.

As separações cromatográficas em coluna por adsorção foram realizadas utilizando-se a técnica de cromatografia flash18 com sílica gel 60 (230-400 mesh ASTM, Merck), enquanto para as cromatografias em camada delgada analítica utilizou-se sílica-gel GF254 Merck. Foram também utililizadas CC em gel de SEPHADEXÒ LH-20 para a purificação de substâncias.

Material vegetal

Os caules de Kielmeyera variabilis Mart. foram coletados em 09 de abril de 1999 na Reserva Biológica e Estação Experimental de Moji-Guaçu – Fazenda Campininha, Estado de São Paulo, e uma exsicata foi depositada no herbário do Instituto de Botânica de São Paulo, col. young 11(SP 346929).

Obtenção dos extratos

Os caules do vegetal foram secos em estufa de ar circulante (30 °C), durante 5 dias e pulverizados em moinho de faca rotativa, peneira de 1mm – 1500 rpm. O material moído (550,0 g) foi extraído com hexano e depois metanol, através do processo de maceração dinâmica a frio. Foram realizadas 5 extrações com hexano e 5 extrações com metanol, num período de 24 dias. Em seguida, concentrou-se sob pressão reduzida em evaporador rotatório (45 °C) até obter-se o extrato seco, e posteriormente foram liofilizados e armazenados em freezer, obtendo-se 30 g de extrato hexânico (EH) e 34 g de extrato metanólico (EM).

Extração e fracionamento

O EM (7 g) foi fracionado em cromatografia de coluna a vácuo, tendo como adsorvente AvicelÒ, utilizando-se como fase móvel um sistema gradiente com porções 1000 ml de hexano, diclorometano e diclorometano:acetato de etila (50:50; v/v), acetato de etila, metanol e metanol:água (50:50; v/v), obtendo-se 6 frações, que foram liofilizadas após a eliminação do solvente orgânico em evaporador rotatório: (F1: 0,67 g), (F2: 2,74 g), (F3: 0,52 g), (F4: 0,26 g), (F5: 1,00 g) e (F6: 0,44 g). As frações obtidas foram submetidas ao ensaio da atividade moluscicida, utilizando-se caramujos da espécie Biomphalari glabrata (Tabela 1).

As frações F5 e F6 mais ativas foram reunidas após análise em CCD e fracionadas em cromatografia em gel de SEPHADEXÒ LH-20, utilizando-se como fase móvel MeOH, MeOH:H2O (9:1) e MeOH:H2O:ácido acético (45:5:1), obtendo-se 67 frações. A fração 10 (244, 9mg) foi recromatografada em gel de SEPHADEXÒ LH-20, resultando na fração 6 (53,2 mg), a qual foi submetida a uma CCDP, fase móvel Hexano:CH2Cl2:MeOH (5:4:1), obtendo-se a substância 3 (2,1 mg). As frações F3 e F4 foram reunidas e fracionadas por cromatografia em gel de SEPHADEXÒ LH-20, utilizando-se como fase móvel CHCl3:MeOH (1:1). Obteve-se a fração 23 (17,6 mg), que foi purificada através de cromatografada em coluna de sílica gel, utilizando-se mistura de hexano, CHCl3:AcOEt e AcOEt:MeOH como eluentes, o que resultou na substância 2 (2,2 mg). Deste fracionamento, as frações 19 e 21 foram reunidas (61,4 mg) e foram realizadas sucessivas CC em gel de SEPHADEXÒ LH-20, utilizando-se alternadamente os eluentes MeOH, AcOEt e MeOH, obtendo-se as substâncias 1 (4,6 mg) e 4 (2,5 mg). As frações F1 e F2 foram cromatografadas em CC de sílica gel e em gel de SEPHADEXÒ LH-20, obtendo-se misturas de ácidos graxos e misturas complexas de substâncias, não sendo possível a separação das mesmas por cromatografia de adsorção em coluna, camada delgada preparativa, utilizando-se sílica gel e CC em gel de SEPHADEXÒ LH-20.

As xantonas (1), (2), (3) e o ácido 2,5-di-hidroxibenzóico (4) foram identificados pela análise dos espectros de UV, IV, EM e foi feita aplicação de técnicas bidimensionais de RMN (COSY, HSQC, HMBC), comparando-se com os dados registrados na literatura14-17.

Assiguxantona-B (1). Óleo amarelo viscoso. UV (MeOH) lmax/nm (log e): 206 (11,44), 254 (11,69), 322 (6,72), 365 (4,31); + NaOH: 242 (10,87), 266 (8,51), 303 (4,10), 383 (9,69); + NaOAc: 208 ((14,50), 240 (12,30), 256 (10,35), 371 (7,28); + NaOAc+H3BO3: 209 (14,25), 236 (10,92), 260 (12,61), 292 (4,25), 332 (5,69), 364 (6,0); + AlCl3: 210 (12,40), 234 (12,30), 268 (12,30), 289 (6,15), 363 (8,0), 401 (7,33); AlCl3+HCl: 207 (13,07), 230 (12,30), 265 (11,84), 346 (9,33), 408 (4,61). IV: nmáx.NaCl cm-1: 3372, 2925, 1644, 1612, 1462, 1454, 1260, 1192, 1077, 813. RMN de 1H (Tabela 2). RMN de 13C (Tabela 2). EM: m/z (int. rel.) : 329 [M + H]+ (59), 325 (14), 315 (13), 300 (10), 291 (14), 199 (12), 186 (17), 184 (16), 178 (29), 163 (11), 143 (16), 142 (96), 130 (13), 100 (100), 65 (86), 64 (16), 62 (15), 58 (23).

1,3,5,6-tetra-hidroxi-2-prenilxantona (2). Óleo amarelo viscoso. UV (MeOH) lmax/nm (log e): 251 (16,23), 284 (5,63), 321 (8,85). IV: nmáx.NaCl cm-1: 3358, 2925, 1647, 1612, 1587, 1458, 1292, 1189, 1126, 1076, 897, 813. RMN de 1H (300 MHz, (CD3)2CO) d: 13,48 (s, OH-1), 7,63 (d, J= 8,7 Hz, H-8), 6,98 (d, J= 8,7 Hz, H-7), 6,54 (s, H-4), 5,28 (m, H-12), 3,36 (d, J= 6,9 Hz, H-11), 1,78 (s, H-15), 1,65 (s, H-14). RMN de 13C (75,5 MHz, (CD3)2CO) d: 182,8 (C-9), 161,7 (C-3), 152,7 (C-10a), 154,4 (C-4a), 144,2 (C-5), 164,0 (C-1), 133,4 (C-6), 131,6 (C-13), 123,5 (C-12), 111,4 (C-2), 117,4 (C-8), 113,6 (C-7), 111,6 (C-8a), 109,3 (C-9a), 94,2 (C-4), 25,8 (C-14), 22,9 (C-11), 17,8 (C-15). EM: m/z (int. rel.) : M·+ 328 (32), 313 (21), 286 (12), 285 (55), 274 (22), 273 (100), 69 (12), 55 (11), 44 (15), 41 (14), 39 (12).

Kielcorina (3). Óleo amarelo viscoso. UV (MeOH) lmax/nm (log e): 242 (9,79), 283 (3,15), 312 (8,85). IV: nmáx.NaCl cm-1: 3371, 2924, 1608, 1464, 1403, 1350, 1284, 1225, 1141, 1057, 893, 823, 757, 663. RMN de 1H (300 MHz, (CD3)2CO) d: 8,28 (dd,J1 = 7,9 e J2 = 1,8 Hz, H-8'), 7,84 (td, J1=8,5, J2=6,9 e J3 =1,8, H-6'), 7,64 (d, J=8,4Hz, H-5'), 7,47 (td, J1=7,5, J2=7,6 e J3=0,9, H-7'), 7,29 (s, H-1'), 7,20 (d, J=1,8 Hz, H-2"), 7,04 (dd, J1 = 8,6 e J2 = 2,1 Hz, H-6"), 6,93 (dd,J1 = 8,0 e J2 = 2,1 Hz, H-5"), 5,19 (d, J=8,1 Hz, H-5), 4,37 (td, J1=7,7, J2=3,9 e J3=2,7, H-6), 3,65 (dd, J1 = 12,4 e J2 = 4,2 Hz, CH2), 3,93 (s, H-3"OCH3), 3,81 (s, H-2'OCH3). RMN de 13C (75,45 MHz, (CD3)2CO) d: 176,1 (C-9'), 156,9 (C-4b'), 147,5 (C-2'), 141,9 (C-4a'),135,4 (C-6'), 133,8 (C-4'), 128,4 (C-1"), 127,1 (C-8'), 124,9 (C-7'), 122,4 (C-8a'), 121,9 (C-6"), 118,9 (C-5'), 116,1 (C-5"), 115,7 (C-9a'), 112,4 (C-2"), 97,8 (C-1'), 77,7 (C-5), 79,5 (C-6), 61,6 (CH2), 56,4 (MeO-2'), 56,3 (MeO-3"). EM: m/z (int. rel.): 437 [M + H]+ (47), 355 (15), 334 (16), 333 (100), 325 (13), 318 (22), 317 (27), 304 (12), 303 (77), 289 (16), 288 (49), 273 (30), 272 (20), 259 (16), 258 (18), 257 (50), 245 (25), 229 (38), 100 (31), 90 (12), 65 (24), 59 (57).

Os valores dos carbonos C-3', 3" e 4" não foram observados.

Ácido 2,5-di-hidroxibenzóico (4). Óleo translúcido viscoso. UV (MeOH) lmax/nm (log e): 210 (6,57), 255 (3,37), 292 (2,16). IV: nmáx.NaCl cm-1: 3352, 2958, 1686, 1604, 1527, 1447, 1382, 1291, 1120, 1096, 890, 769. RMN de 1H (300 MHz, (CD3)2CO)d: 7,57 (d, J = 2,1 Hz, H-6), 7,51 (dd, J1 = 8,1 e J2 = 2,1 Hz, H-4), 6,94 (d, J = 8,4 Hz, H-3). RMN de 13C (75,45 MHz, (CD3)2CO) d: 167,8 (C-1'), 150,9 (C-5), 145,7 (C-2), 123,6 (C-4), 123,2 (C-1), 117,5 (C-6), 115,8 (C-3). EM: m/z (int. rel.): M·+ 154 (81), 137 (100), 109 (33), 81 (15), 63 (16), 58 (14), 55 (12), 53 (15) 51 (14), 43 (45).

Ensaio biológico

Avaliação da atividade moluscicida13

O ensaio moluscicida foi realizado com os extratos EH, EM, frações F1 a F6 e substâncias puras, utilizando-se caramujos adultos da espécie Biomphalaria glabrata. Foram utilizados caramujos criados em aquário de tamanho uniforme e ensaiados com os extratos e as frações numa concentração de 400 ppm em duplicata, os quais ficaram em contato com esta solução por 24 h, à temperatura ambiente. As substâncias puras foram testadas apenas na concentração de 10 ppm. Após este tempo foram observados os batimentos cardíacos, através de uma lupa para verificar a mortalidade em 100%. Para avaliar a atividade moluscicida mínima dos extratos EH, EM, e das frações F1 a F6, foram realizadas diluições decrescentes em água destilada de 400; 200; 100; 50; 25;12,5 ppm em duplicatas, com a finalidade de se determinar a quantidade mínima para causar 100% de morte. Como controle positivo foi utilizado a niclosamida.

AGRADECIMENTOS

À Profa M. Furlan, do Instituto de Química da UNESP, pela realização dos espectros de massa, e à CAPES, pela bolsa de estudo.

Recebido em 2/5/01

Aceito em 3/10/02

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  • Endereço para correspondência
    Diógenes Aparício Garcia Cortez
    e-mail:
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      08 Abr 2003
    • Data do Fascículo
      Mar 2003

    Histórico

    • Aceito
      03 Out 2002
    • Recebido
      02 Maio 2001
    Sociedade Brasileira de Química Secretaria Executiva, Av. Prof. Lineu Prestes, 748 - bloco 3 - Superior, 05508-000 São Paulo SP - Brazil, C.P. 26.037 - 05599-970, Tel.: +55 11 3032.2299, Fax: +55 11 3814.3602 - São Paulo - SP - Brazil
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