Metabolitos secundarios de la salvia officinalis

              Rev. Acad. Canar. Cienc, XIV (Nums. 3-4), 9-15 (2002) (publicado en agosto de 2003)
METABOLITOS SECUNDARIOS DE LA SALVIA OFFICINALIS
Herrera Arteaga, Juan Ramon*, Gutierrez Luis, Javier
Institute Universitario de Bio-Organica "Antonio Gonzalez".
Avda. Astrofisico Sanchez, n° 2. 38206. La Laguna. Tenerife. E-mail: rherrera@ull.es
ABSTRACT
We have isolated from the aereal parts of Salvia officinalis the news diterpenes, as
natural products, galdosol acetate and carnosic acid acetate. Also the diterpene manool, for
first time in a Lamiaceae, apart from the knows carnosol, carnosic acid, rosmanol and sal-vicanol.
The triterpenes ursolic acid and oleanolic acid, and the flavones 5-hydroxy-7,4'-
dimethoxyflavone and 5-hydroxy-6,7,4'-trimethoxyflavone were isolated too.
Key words: Salvia officinalis, Lamiaceae, diterpenes, galdosol acetate, carnosic acid
acetate, manool.
RESUMEN
Se describe el aislamiento, de la parte aerea de la Salvia officinalis, de los diterpenos
acetato de galdosol y acetato de acido carnosico, nuevos como productos naturales.
Igualmente se describe el aislamiento, por primera vez en una Labiada, del diterpeno mano-ol,
junto a los conocidos carnosol, acido carnosico, rosmanol y salvicanol, asi como de los
triterpenos acido ursolico y acido oleanolico y de las flavonas 5-hidroxi-7,4'-dimetoxifla-vona
y 5-hidroxi-6,7,4'-trimetoxiflavona.
Palabras clave: Salvia officinalis, Lamiaceae, diterpenos, acetato de galdosol, ace-tato
de acido carnosico, manool.
1. INTRODUCCION
Dentro de la familia botanica Lamiaceae, se han clasificado mas de tres mil especies
que se encuentran ampliamente distribuidas en la Naturaleza, siendo habituales en regiones
de clima calido y templado y, muy raramente, en climas frios. Algunas plantas de esta fami-lia
se han usado desde hace mucho tiempo como plantas medicinales [1], especialmente
aquellas pertenecientes a algunos de los generos: Salvia, Satureja, Sideritis, Nepeta,
Teucrium y Agastache. Otras tienen importancia economica por su contenido en aceites
esenciales [2] o por su uso como condimento: oregano (Origanum sp.), romero
(Rosmarinum sp.), tomillo (Thymus sp.), hierbabuena (Mentha sp.); algunas, incluso, han
sido empleadas como alucinogenas (poco frecuente entre las Lamiaceae), como es el caso
de la Salvia divinorum [3], que se usa como tal en algunas regiones de Oaxaca (Mexico).
En comparacion con otros generos de la familia Lamiaceae, el genero Salvia ha sido
poco estudiado fitoquimicamente. Este genero es, probablemente, el mas diversificado de la
familia Lamiaceae, con mas de novecientas especies descritas, subdivididas en cuatro sub-generos:
Salvia, Sclarea, Leonia y Calosphace y ciento dos secciones [4]. Las Salvias euro-peas
y asiaticas pertenecen principalmente a los subgeneros Salvia y Sclarea. El subgenera
Leonia se encuentra principalmente en America del Norte. El subgenera Calosphace, divi-dido
en noventa y una secciones [4] es el mas comun en Mexico, Centra y Sudamerica.
A diferencia de otros generos de la familia Lamiaceae, las Salvias, de las que solo se
han estudiado fitoquimicamente un 6.5% de las cerca de novecientas especies descritas, han
mostrado poseer un rico contenido en estructuras de tipo diterpenico [5]. Algunas especies
de dicho genero, concretamente la Salvia officinalis, ha sido objeto de interes desde muy
antiguo en el mundo occidental [6] y su uso como planta medicinal se ha extendido hasta
nuestros dias, en que se ha visto tambien ampliado a otros ambitos como los de la cosmeti-ca
[7] y la conservation de alimentos [8]. Todo ello, y dada la gran cantidad de diterpenos
biologicamente activos aislados del relativamente pequeno numero de especies de Salvia
estudiadas hasta ahora, nos llevo en nuestro grupo de trabajo, sin menoscabo de nuestras line-as
de trabajo fitoquimico habituales sobre Salvias endemicas tanto de las Mas Canarias como
del continente sudamericano, a volver a estudiar de forma sistematica la Salvia officinalis,
de cuya parte aerea damos a conocer en este articulo los primeros resultados obtenidos.
2. RESULTADOS Y DISCUSION
Del extracto acetonico a temperatura ambiente de la parte aerea de la Salvia offici-nalis
obtuvimos, despues de repetidas cromatografias sobre Sephadex y gel de sflice, los
siguientes compuestos, ya conocidos: el esteroide b-sitosterol, los triterpenos acido ursoli-co
y acido oleanolico, los diterpenos carnosol [9], acido carnosico (IV) [9], rosmanol (V)
[10], salvicanol(VIII) [11] y las flavonas 5-hidroxi-7,4'-dimetoxiflavona (VI) [12] y 5-
hidroxi-6,7,4'-trimetoxiflavona (VII) [13]. Ademas, se aislaron por primera vez, como
productos naturales, los diterpenos acetato de acido carnosico (I) y acetato de galdosol
(II), junto al diterpeno manool (III), este ultimo no descrito anteriormente proveniente de
una Labiada.
El producto (I) fue aislado como un solido, el cual cristalizo de eter de petroleo como
prismas incoloros, de punto de fusion 204-206°C. En su espectro de masas de baja resolu-tion
se aprecia la existencia del ion molecular a m/z 416 [M]+
. Para el pico a m/z 328 [M -
(CH2CO) - (HCOOH)]+
, la espectrometna de masas de alta resolution da una formula empi-rica
de C2 iH28 3 . En el espectro de infrarrojo se observa la presencia de una banda de absor-cion
ancha que va desde los 3.700 a los 2.750 cm 1
, que junto a otra banda a 1.725 cm 1
conforman una tipica absorcion para grupo carboxilo. Otra banda ligeramente ancha a 1.770
cm 1 permite deducir la presencia de grupos carbonilo debidos a agrupamientos acetato. En
el espectro de resonancia magnetica nuclear de proton se observan, como senales mas carac-teristicas,
las de un proton aromatico (C-14), como un singulete a 6.95 8; dos singuletes a
2.24 y 2.26 5, debidos a los protones de dos grupos acetato sobre anillo aromatico; un mul-tiplete
centrado a 3.20 8, debido al proton 1(3; dos dobletes a 1.13 y 1.20 8, debidos a los
protones metilicos de un agrupamiento isopropilo sobre aromatico y dos singuletes a 0.85 y
10
(II)
(V)
HUCO
OCH,
(VI):R=H (VIII)
(VII): R = OCH
3
0.95 d, que se deben a dos grupos metilo sobre anillo alifatico. La totalidad de los datos fisi-cos
y espectroscopicos del producto (I) fueron superponibles a los de una muestra sintetica
obtenida en nuestro laboratorio de acetato de acido carnosico [9].
El producto (II), se identified como acetato de galdosol, en funcion de las siguientes
consideraciones: fue aislado como un solido, que cristalizo de metanol en forma de agujas de
color bianco, con un punto de fusion de 223-224 °C y una actividad optica [a]
D
20 de +63°.
11
En su espectro de masas de baja resolution se observa el ion molecular a m/z 428, para el
cual la espectrometrfa de masas de alta resolution da una formula empirica de C24H28 7 . El
espectro de infrarrojo muestra la presencia de una banda de absorcion ancha a 1.780 cm"1
,
debida al grupo carbonilo de una g-lactona y a los de dos grupos acetato sobre anillo aroma-tico.
Tambien se observan dos bandas a 1.706 y 1.600 cm" 1 que son debidas a un grupo ceto-nico
conjugado con un nucleo bencenico. La resonancia magnetica nuclear de proton mues-tra
la presencia de absorcion para un hidrogeno aromatico sobre C-14, como un singulete a
8.04 8. El desplazamiento quimico a campo tan bajo de este proton, se debe a la presencia
en C-7 del grupo cetonico. Las senales de los protones sobre C-5 y C-6 resuenan como sin-guletes
a 2.5 y 4.78 8, respectivamente, lo que indica que estos hidrogenos forman un angu-lo
de aproximadamente 90°. Otros picos presentes en este espectro son, un multiplete cen-trado
a 2.92 d, caracteristico del hidrogeno en C-15; dos singuletes a 2.44 y 2.41 8, debidos
a los dos grupos acetato sobre el anillo aromatico y senales para cuatro metilos a 0.98, 1.04,
1.18 y 1.24 8. Todos sus datos fisicos y espectroscopicos fueron superponibles a los de una
muestra sintetica de acetato de galdosol, preparada anteriormente en nuestro laboratorio
[14], [15].
En cuanto al producto (III), se obtuvo como un solido amarillento, que cristalizo de
la mezcla metanol-eter de petroleo, con un punto de fusion de 52-54°C y una actividad opti-ca
[a]
D
2o de +28.9°. En su espectro de masas se aprecia la existencia del ion molecular a m/z
290, el cual corresponde a una formula empirica de C2oH340, segun la espectrometrfa de
masas de alta resolution. En el espectro infrarrojo se observa la existencia de una banda de
absorcion a 3.414 cm"1
, correspondiente a un grupo alcoholico alifatico. Tambien se obser-van
bandas de absorcion a 1.643, 1.459 y 993 cm"1
, debidas a dobles enlaces exociclicos,
con protones metilenicos. El espectro de resonancia magnetica nuclear de I3C muestra la
existencia de picos de absorcion para cuatro carbonos primarios; dos carbonos primarios,
cada uno de ellos participante en un doble enlace C-C, a 111.4 y 106.2 8; siete carbonos
secundarios; un carbono secundario, participante en un doble enlace C-C, a 144.9 8; dos car-bonos
terciarios; dos carbonos terciarios, uno directamente unido a un grupo -OH y otro par-ticipante
en un doble enlace C-C, a 73.4 y 148.4 8, respectivamente, y dos carbonos cuater-narios.
Por ultimo, en el espectro de resonancia magnetica nuclear de proton, se aprecian a
0.67, 0.79 y 0.86 8 tres singuletes, debidos a tres metilos terciarios; a 1.27 8 un singulete
debido a un metilo terciario, geminal a un atomo de oxigeno; a 4.51 y 4.81 8 dos dobletes,
debidos a dos protones sobre carbono metilenico. Se observa tambien la existencia de un
conjunto de senales, tipicas de un patron tipo AB2 , debido a la existencia de un agrupa-miento
-CH=CH2 . Todos estos datos fisicos y espectroscopicos coincidieron con los encon-trados
en la bibliografia para el manool [16], [17], [18].
3. PARTE EXPERIMENTAL
El material vegetal de parte aerea de Salvia officinalis fue recolectado en las proxi-midades
de la localidad de Trasobares (Zaragoza), durante el mes de mayo de 1.991. Una
muestra de la planta fue confrontada en el Departamento de Botanica de la Facultad de
Biologia de la Universidad de La Laguna. Tenerife.
PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES GENERALES: Los puntos de fusion
fueron realizados en un aparato Kofler y estan sin corregir. Las actividades opticas fueron
medidas en un polarimetro Perkin-Elmer 141, usando la linea D del sodio, a 20°C y en diso-
12
lucion de cloroformo, con celulas de 1 dm. Los espectros de IR fueron realizados usando el
producto puro en forma de pelicula sobre pastillas de KBr o en disolucion de cloroformo
seco, en celulas de NaCl de 0. 1 mm de espesor. Se uso el espectrofotometro Perkin-Elmer
1600 (FTIR). Los espectros de masas de baja resolucion fueron tornados en un espectrome-tro
Hewlett-Packard, 5995; la determinacion de formulas empfricas de iones moleculares
y/o fragmentos fue realizada en un espectrometro VG-Micromass, ZAB-2F, operando a
potenciales de ionizacion de 15 6 70 eV. Los espectros de UV se efectuaron en un espec-trofotometro
Perkin-Elmer 550 SE, con celulas de cuarzo de 10 y 5 mm, usando etanol como
disolvente. Los espectros de !H-RMN fueron realizados en espectrometros Briiker WP-200
SY (200 MHz) y Briiker AMX 400 (400 MHz), disolviendo la muestra en CDC13 , deutero-piridina
o CD3OD, usando TMS como referenda interna. Los espectros de 13C-RMN se lle-varon
a cabo en espectrometros Briiker WP-200 SY (50 MHz) y Briiker AMX 400 (100
MHz), tambien empleando CDC13 y/o CD3OD como disolventes y TMS como referenda
interna.
AISLAMIENTO DE LOS PRODUCTOS: 835.7 g de parte aerea de Salvia officina-lis
finamente molidos fueron extraidos exhaustivamente con acetona, a temperatura ambien-te.
La evaporacion del disolvente rindio 68.8 g de extracto crudo. Por tratamiento del extrac-to
con CHC13 a temperatura ambiente se obtuvo un precipitado de 26.4 g, que correspondio
a la mezcla de triterpenos acidos ursolico/oleanolico. El resto del extracto (42.4 g) fue
sometido a sucesivas cromatografias sobre columna, usando Sephadex y gel de silice
(0.063-0.2 mm), eluidas con una mezcla de eter de petroleo, CHC13 y metanol, con polari-dad
creciente, comenzando con eter de petroleo. Asi se logro aislar b-sitosterol: (526.8 mg),
carnosol: (394.6 mg), (I): (34.6 mg), (II): (42.6 mg), (III): (92.6 mg), (IV): (204.8 mg),
(V): (144.6 mg), (VI): (12.8 mg), (VII): (22.6 mg) y (VIII): (149.6 mg).
ACETATO DE ACIDO CARNOSICO (I): Cristalizado de eter de petroleo, P.F.:
204-206°C; EM, (m/z), (%): 416 [M]+
(0.8), 374(0.21), 370(1.3), 356(5), 328(66), 287(39),
286(100), 285(8), 271(15), 243(21), 230(40), 218(25), 215(17), 204(17), 203(7), 191(7),
129(7), 128(7), 115(8); EM (alta resolucion): [M - (CH2CO) - (HCOOH)]+
a m/z 328.2027
(calculado para C21H28 3 , 328.2018); IR vmax(CHCl3 ), (cm" 1
): 3700 , 2750, 3010, 2960,
2920, 2870, 2840, 1770, 1760, 1725, 1690, 1600, 1370, 1200, 1190, 1180, 880; 'H-RMN
(CDC13 ), (5): 0.85, 0.95 (cada uno, 3H, s, -CH3-18, -CH3 -19), 1.13, 1.20 (cada uno, 3H, d,
J = 7 Hz, -CH(CH3 )2), 2.24, 2.26 (cada uno, 3H, s, Ar-OAc), 2.88 (2H, m, W1/2 = 17.5 Hz),
3.20 (1H, m, W1/2 = 22.5 Hz, H-l|3), 6.95 (1H, s, H-14).
ACETATO DE GALDOSOL (II): Cristalizado de metanol, PR: 223-224°C; [a]
D
20
= +63° (c 0.5, CHC13 ); EM (m/z), (%): 428 [M]+
(58), 386(67), 358(17), 344(53), 300(23),
285(34), 231(12), 230(8); EM (alta resolucion): [M]+
a m/z 428.0273 (calculado para
C24H28 7 , 428.0143); IR vmax(KBr), (cm 1
): 1780, 1706, 1600, 1468, 1440, 1370, 1310,
1200, 1140, 1100, 1010, 965, 880, 860; ]H-RMN (CDC13 ), (5): 0.98 (3H, s), 1.04 (3H, s),
1.18 (3H, d, J = 3 Hz), 1.24 (3H, d, J = 3 Hz), 2.41 (3H, s), 2.44 (3H, s), 2.5 (1H, s), 2.92
(1H, m), 4.78 (1H, s), 8.04 (1H, s).
MANOOL(III): Cristalizado de metanol-eter de petroleo, PR: 52-54°C; [a]
D
20 =
+28.9° (c 0.48, CHC13 ); UVw(EtOH), (nm): 210; EM (m/z), (%): 290 [M] +
(7), 257(68),
245(15), 228(6), 219 [M - CH3
- C(OH)CH=CH2 ]
+
(2), 137(100), 120(45), 105(6), 80(5),
71(80); EM (alta resolucion): [M] +
a m/z 290.0225 (calculado para C2()H340, 290.0212);
IR vmax(EtOH), (cm 1
): 3414, 2827, 2844, 1643, 1459, 1410. 1387, 1366, 1202, 1118, 993,
918, 889; 'H-RMN (CDC13 ), (5): 0.67, 0.79, 0.86 (cada uno, 3H. v, -CH3-20, -CH3-I8 y -
13
CH3-19, respectivamente), 1.27 (3H, s, -CH3-16), 4.51 (1H, d, J = 3.32 Hz, H-17), 4.81 (1H,
d, J = 3.32 Hz, H-17), 5.02, 5.07, 5.15, 5.16, 5.24, 5.84, 5.89, 5.93, 5.98 (sistema AB2, Hs
sobre C-14 y C-15); 13C-RMN (CDC13 ), (5): 14.4 (C-20), 17.6 (C-ll), 19.0 (C-2), 21.7 (C-
19). 24.4 (C-6), 27.9 (C-16), 33.5 (C-4), 33.5 (C-18), 38.3 (C-7), 39.0 (C-l), 39.8 (C-10),
41.3 (C-12), 42.1 (C-3), 55.5 (C-5), 57.2 (C-9), 73.4 (C-13), 106.2 (C-17), 111.4 (C-15),
144.9 (C-14), 148.4 (C-8).
ACIDO CARNOSICO (IV): Sus datos fisicos y espectroscopicos fueron totalmen-te
superponibles a los de una muestra autentica [9].
ROSMANOL (V): Cristalizado de metanol, P.F.: 168°C; UVw(EtOH), (nm): 209,
226, 282; EM (m/z), (%): 346 [M]+
(100), 328 [M - H2O]+
(80), 300(48), 287(62), 284(41),
273(38), 269(31), 231(51), 215(51), 154(10); EM (alta resolution): [M]+
a m/z 346.1798
(calculado para C20H26O5 , 346.1779); IR vmax(CHCl3 ), (cm 1
): 3475, 3300, 2950, 2850,
1737, 1600, 1450, 1275, 1120, 1052, 1000, 952, 900, 856, 800; !H-RMN (CDC13 ), (8): 0.92
(3H, 5, -CH3-19), 1.02 (3H, s, -CH3-18), 1.22, 1.23 (cada uno, 3H, d, J = 7 Hz, -CH3-16 y -
CH3-17, respectivamente), 2.00 (1H, td, H-loc), 2.21 (1H, s, H-5), 3.20 (1H, kept, J = 7 Hz,
H-15), 3.21 (1H, dancho, H-l(3), 4.57 (1H, dj = 3.3 Hz, H-6), 4.74 (1H, d, J = 3.3 Hz, H-
7), 6.90 (1H, s, H-14); 13C-RMN (CD30D), (5): 20.14 (t, C-2), 22.16 (q, C-17), 22.49 (q,
C-19), 22.94 (q, C-16), 27.87 (d, C-15), 28.59 (t, C-l), 31.87 (q, C-18), 32.24 (s, C-4), 39.34
(r, C-3), 48.34 (s, C-10), 51.60 (d, C-5), 69.14 (d, C-7), 79.88 (d, C-6), 120.45 (d, C-14),
124.92 (s, C-9), 129.38 (s, C-8), 137.43 (s, C-13), 143.34 (s, C-12), 145.22 (s, C-ll), 180.99
(s, C-20).
5-HIDROXI-7,4'-DIMETOXIFLAVONA (VI): Cristalizado de eter de petroleo,
RE: 164°C; UVw(EtOH), (nm): 325, 292, 260; EM (m/z), (%): 298 [M]+
(100), 283(1),
269(28), 256(3), 255(14), 240(2), 227(2), 212(93), 166(11), 135(10), 132(16), 122(1),
95(18), 69(22); EM (alta resolution): [M]+
a m/z 298.0837 (calculado para C17H14 5 ,
298.0833); IR vmax(CHCl3 ), (cm 1
): 3650, 2980, 2920, 2900, 2800, 1650, 1600, 1570, 1500,
1490, 1450, 1430, 1410, 1400, 1360, 1340, 1300, 1290, 1250, 1230, 1180, 1170, 1145, 1100,
1090, 1030, 1020, 940, 900, 830; 1H-RMN (deuteropiridina), (5): 3.74, 3.76 (cada uno, 3H,
5, 2 x -OCH3 ), 6.62 (1H, s, H-6), 6.70 (1H, s, H-8), 6.96 (1H, s, H-3), 7.11, 7.96 (cada uno,
2H, J, J = 8.7 Hz, H-3',5' y H-2',6').
5-HIDROXI-6,7,4'-TRIMETOXIFLAVONA (VII): Cristalizado de eter de petro-leo-
metanol, RE: 186-188°C; UV w(EtOH), (nm): 329, 276; EM (m/z), (%): 328
[M]+
(100), 313(93), 299(85), 285(94), 282(94); EM (alta resolution): [M]+
a m/z 328.062
(calculado para C18H16 6 , 328.059); IR vmax(CHCl3 ), (cm 1
): 3640, 2990, 2980, 1640, 1510,
1300, 1080, 870, 670; !H-RMN (CDC13 ), (5): 3.90, 3.94, 3.97 (cada uno, 3H, s, 3 x -OCH3 ),
6.54, 6.57 (cada uno, 1H, s, H-8 y H-3, respectivamente), 7.02, 7.84 (cada uno, 2H, d, sis-tema
AB, J = 9 Hz, H-3',5' y H-2',6').
SALVICANOL(VIII): Obtenido como una goma que no cristalizo. EM (m/z), (%):
332 [M]+
(14), 314(17), 300(11), 285(8), 245(14), 206(100), 194(24), 193(27), 191(17),
177(14); EM (alta resolution): [M]+
a m/z 332.2367 (calculado para C21H32 3 , 332.2351);
IR vmax(CHCl3 ), (cm 1
): 3520, 3000, 2925, 2860, 1600, 1575, 1450, 1420, 1360, 1330, 1300,
1095, 1080, 1050, 1030, 1020, 995, 970, 940, 860; !H-RMN (CDC13 ), (5): 0.88 (3H, s, -
CH3-19), 0.92 (3H, s, -CH3-18), 1.20, 1.24 (cada uno, 3H, d, J = 7.0 Hz, -CH3-16 y -CH3
-
17), 2.51 (1H, d, J = 14.2 Hz, H-20), 2.72 (2H, t, J = 8.2 Hz, H-7), 3.21 (1H, kept, J = 7.0
Hz, H-15), 3.25 (1H, d, J = 14.2 Hz, H-20), 3.73 (3H, s, Ar-OCH3 ), 5.89 (1H, s, Ar-OH),
6.54 (1H, s, H-14).
14
4. AGRADECIMIENTOS
Agradecemos al Departamento de Agricultura de la Diputacion General de Aragon
por facilitarnos el material vegetal.
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