Gluconato ferroso (299-29-6) Propiedades físicas y químicas

Perfil químico

Gluconato ferroso

Gluconato de hierro(II) suministrado como sólido seco, comúnmente utilizado como fuente de hierro para la fortificación de alimentos, suplementos dietéticos y formulaciones farmacéuticas orales.

Número CAS	299-29-6
Familia	Gluconatos de hierro(II)
Forma típica	Polvo o gránulos
Grados comunes	EP, Food Grade, USP

Utilizado por fabricantes y formuladores para fortificación de alimentos, suplementos nutricionales y productos farmacéuticos orales; la adquisición generalmente se dirige a grados especificados para ensayo, humedad y límites de metales pesados. Se presta especial atención a la oxidación, control de humedad y distribución del tamaño de partícula para la vida útil, rendimiento en mezclas y pruebas de control de calidad (ensayo de hierro, humedad, apariencia).

El gluconato ferroso es una sal orgánica de hierro(II) formada por la coordinación de un catión ferroso divalente con dos aniones gluconato (D-gluconato derivado de la glucosa). Estructuralmente se describe mejor como hierro(2+);bis((2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroxicetanoato): un complejo metálico 1:2 metal-ligando en el que cada gluconato aporta átomos donantes de oxianión para quelar el Fe(II). El compuesto existe como un conjunto covalentemente discreto de tres unidades unidas covalentemente (dos moieties gluconato y un Fe2+) y está definido estereoespecíficamente (ocho centros estereogénicos definidos). El entorno de coordinación y los múltiples grupos hidroxilo/carboxilato producen un área superficial polar muy alta y una amplia capacidad de formar puentes de hidrógeno en estado sólido y en solución.

Electrónicamente, el centro férrico está en estado de oxidación +2 y los ligandos están presentes predominantemente como sitios donadores tipo carboxilato/alcóxido; el conjunto global neutro (carga formal 0) refleja el balance interno de carga entre Fe(II) y dos aniones gluconato mono-desprotonados. Debido a que Fe(II) es susceptible a la oxidación aeróbica a Fe(III), las soluciones y condiciones de pH neutro a alcalino favorecen la conversión a especies férricas; esta labilidad redox influye fuertemente en el color, estabilidad y comportamiento de precipitación. La alta área superficial polar topológica, numerosos donantes/aceptores de puentes de hidrógeno y la ausencia de motivos lipofílicos producen una sal altamente soluble en agua, hidrofílica con lipofilicidad intrínseca insignificante en comparación con moléculas orgánicas neutras de pequeño tamaño.

El gluconato ferroso se utiliza ampliamente en la industria y en farmacología como fuente oral de hierro biodisponible (hematinizante) y como aditivo/colorante alimentario (por ejemplo, en aplicaciones específicas como el tratamiento del color de aceitunas maduras). Se formula para suplementación dietética, fortificación de piensos animales y productos medicinales orales donde se requieren biodisponibilidad y tolerabilidad de Fe(II). Los grados comerciales comúnmente reportados para esta sustancia incluyen: EP, Food Grade, USP.

Propiedades físicas básicas

El material seco se describe como polvo o gránulos de color amarillo pálido verdoso a gris amarillento y puede presentar un olor tenue a azúcar quemada o caramelo. El sólido es un polvo seco bajo condiciones ambientales y típicamente se maneja como tal en operaciones de fabricación y formulación.

El color visual de las soluciones acuosas es dependiente del pH: amarillo claro a \(\mathrm{pH}\) 2, marrón a \(\mathrm{pH}\) 4.5 y verde a \(\mathrm{pH}\) 7. El cambio de color observado refleja la especiación dependiente del pH y la oxidación parcial de Fe(II) a Fe(III).

Solubilidad e hidratación

Solubilidad: "Soluble con ligero calentamiento en agua. Prácticamente insoluble en etanol." Una nota experimental específica de solubilidad declara: "1 gramo se disuelve en aproximadamente 10 ml de agua con ligero calentamiento y en 1.3 ml de agua a \(100\,^\circ\mathrm{C}\). Forma soluciones sobresaturadas que son estables durante un período de tiempo."
Soluble en glicerina; la glicerina también retrasa la oxidación del ion ferroso en solución.
La solubilidad aumenta con la adición de ácido cítrico o ion citrato; por el contrario, en soluciones neutras carbonatos, fosfatos y oxalatos solubles pueden causar precipitación (comportamiento común de sales ferrosas formando fases secundarias parcialmente insolubles).
Estado de hidratación: una forma comúnmente encontrada es el dihidrato; esta forma influye en el comportamiento de fusión/descomposición y en la solubilidad.

Estabilidad térmica y descomposición

Fusión/Descomposición: "El punto de fusión para el dihidrato de ácido D-glucónico, sal ferrosa (98%) es 188 \(\,^\circ\mathrm{C}\), descompone." La descomposición térmica de la sal produce humo acre y vapores irritantes; los productos de combustión/descomposición son potencialmente corrosivos e irritantes.
La estabilidad en agua es fuertemente dependiente del pH: las soluciones aproximadamente neutras sufren oxidación rápida de Fe(II) a Fe(III); la estabilidad mejora con tamponamiento a \(\mathrm{pH}\) 3.5–4.5 (se recomienda tampón citrato) y por adición de antioxidantes o estabilizadores (por ejemplo, glucosa, glicerina).

Propiedades químicas

El gluconato ferroso se comporta como un quelato de coordinación de Fe(II) con dos ligandos gluconato; sus propiedades químicas están dominadas por la coordinación metal-ligando, química redox del hierro y extenso enlace por puentes de hidrógeno de múltiples grupos hidroxilo.

Formación de complejos y coordinación

Descriptor IUPAC/estructural: "iron(2+);bis((2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroxicetanoato)". Los ligandos gluconato coordinan mediante átomos donantes de oxianión (carboxilato y átomos de oxígeno adyacentes), produciendo un centro Fe(II) quelado.
El compuesto es efectivamente un quelato bidentado por gluconato (comúnmente anotado como modos de coordinación O1,O2), originando una sal metálica neutra con balance interno de carga.
La quelación estabiliza el estado de oxidación Fe(II) en cierta medida en medios ácidos y protegidos; sin embargo, Fe(II) sigue siendo susceptible a la oxidación aeróbica, especialmente a pH elevados.

Reactividad y estabilidad

Oxidación: el ion ferroso se oxida lentamente a férrico con exposición al aire y es sensible a la luz; la oxidación se retardada por tamponamiento ácido (estabilidad óptima reportada en \(\mathrm{pH}\) 3.5–4.5) y por co-formulantes como la glucosa o la glicerina.
Indicadores de color/interacción: el ácido ascórbico y aditivos tipo glicina pueden influir en el color y la estabilidad; las descripciones de ácido ascórbico y glicina indican cambios de color (oscurecimiento) y mayor estabilidad en algunas formulaciones. La interacción con piridoxina puede producir coloración verde.
Precipitación: en medios neutros o alcalinos es posible la formación de carbonatos, fosfatos u oxalatos de hierro insolubles, lo que conduce a pérdida de hierro soluble; muchos ácidos hidroxílicos orgánicos (azúcares, glicerina) inhiben la precipitación.
Incompatibilidades químicas e interacciones: la ingestión concomitante o coadministración con ciertos fármacos y minerales puede afectar la absorción o efectos farmacodinámicos (ejemplos incluyen disminución en la absorción de ciertos fármacos o alteración de la captación metálica descrita en estudios clínicos de interacción).

Parámetros moleculares

Fórmula molecular: C12H22FeO14
Peso molecular: \(446.14\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
Masa exacta / masa monoisotópica: \(446.035891\)
Área superficial polar topológica (TPSA): \(283\)
Conteo de átomos pesados: \(27\)
Complejidad: \(165\)
Carga formal: \(0\)
Número de donantes de puente de hidrógeno: \(10\)
Número de aceptores de puente de hidrógeno: \(14\)
Número de enlaces rotables: \(8\)
Conteo de centros estereogénicos definidos: \(8\)
Número de unidades unidas covalentemente: \(3\)

Estos descriptores computados reflejan un ensamblaje de coordinación grande y altamente polar con amplia capacidad de formar puentes de hidrógeno y lipofilicidad limitada.

LogP y Estado de Ionización

No hay un valor experimental establecido para esta propiedad disponible en el contexto de datos actual para logP.
Ionización/especiación: el material sólido es un ensamblaje neutro de un Fe(II) y dos aniones gluconato desprotonados (neto neutro). En solución acuosa los grupos carboxilato permanecen desprotonados bajo pH fisiológico, y el centro férrico permanece como Fe(II) a menos que se oxide; los equilibrios redox y de complejación dependientes del \(\mathrm{pH}\) controlan la especiación y solubilidad.

Identificadores y Sinónimos

Números de Registro y Códigos

Número de registro CAS: 299-29-6
Número Comunidad Europea (EC): 206-076-3
UNII: 781E2AXH0K
ID DrugBank: DB14488
Código NCI Thesaurus: C29048
InChI: InChI=1S/2C6H12O7.Fe/c27-1-2(8)3(9)4(10)5(11)6(12)13;/h22-5,7-11H,1H2,(H,12,13);/q;;+2/p-2/t2*2-,3-,4+,5-;/m11./s1
InChIKey: VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L
SMILES: C(C@HO)O.C(C@HO)O.[Fe+2]

Sinónimos y Nombres Estructurales

Los sinónimos seleccionados y nombres aportados por el depositante (según se registran para esta sustancia) incluyen: - GLUCONATO FERROSO - Gluconato de Hierro(II) - Ferroglyconicum - Glucoferron - Gluconato férrico - Sal férrica del ácido glucónico - Gluconato de hierro(2+) (1:2) - Sal de hierro(2+) del ácido D-glucónico (2:1) - Digluconato de hierro - Hierro, bis(D-gluconato-O1,O2)- - Gluconato ferroso anhidro - Gluconato de hierro(2+), anhidro - Identificadores obsoletos asociados y listados alternativos de CAS se registran históricamente pero el CAS principal arriba es aplicable.

Aplicaciones Industriales y Comerciales

El gluconato ferroso se utiliza cuando se requiere una fuente soluble y relativamente bien tolerada de hierro ferroso y cuando la quelación por un ligando derivado de carbohidrato minimiza la irritación gastrointestinal en comparación con algunas sales inorgánicas.

Uso como Forma Salina o Excipiente

Farmacéutico: utilizado como hematínico oral para la prevención y tratamiento de la anemia por deficiencia de hierro; formulado en jarabes, elixires, tabletas y cápsulas. Las formulaciones farmacéuticas típicas incluyen formas de dosificación que aportan hierro elemental en el rango ilustrado por ejemplos de producto (p. ej., cápsulas 435 mg equivalentes a 50 mg de hierro elemental; elixir 300 mg equivalentes a 37,5 mg de hierro elemental; tabletas 320 mg equivalentes a 40 mg de hierro elemental).
Industria alimentaria: utilizado como colorante y suplemento nutricional (por ejemplo, existe autorización específica para su uso en el tratamiento del color de aceitunas maduras y como suplemento nutricional en alimentos); también usado como fortificante en alimentos y piensos para animales.
Piensos y fortificación: empleado como fortificante de minerales traza en piensos animales y en la fortificación de alimentos cuando la biodisponibilidad y compatibilidad organoléptica son importantes.
Métodos de fabricación típicos: producido por reacciones de metatesis o intercambio de sales (por ejemplo, a partir de gluconato de bario o calcio y sulfato ferroso) o por reacción de carbonato ferroso con ácido glucónico en solución acuosa.

Las calidades comerciales comunes reportadas para esta sustancia incluyen: EP, Calidad Alimentaria, USP.

Casos Representativos de Uso

Suplementos y jarabes orales de hierro formulados para uso humano y veterinario cuando se desea biodisponibilidad de Fe(II) y reducción de irritación gastrointestinal.
Aplicaciones como aditivo alimentario para uso como colorante/suplemento nutricional (uso restringido a aplicaciones alimentarias especificadas en marcos regulatorios).
Fortificación de alimentos básicos y piensos animales donde se aplican estrategias de estabilización de hierro (p. ej., coformulación con ácido ascórbico o excipientes estabilizantes) para mantener solubilidad y biodisponibilidad.

Si se requiere un resumen conciso específico del producto para compras o desarrollo de especificaciones, la selección debe basarse en las propiedades funcionales descritas anteriormente (solubilidad, estabilidad, contenido de hierro elemental y compatibilidad de formulación).

Resumen de Seguridad y Manipulación

Las consideraciones de manipulación y riesgo están dominadas por el hecho de que esta sustancia aporta hierro biodisponible y contiene un centro metálico redoxactivo; las exposiciones ocupacionales se gestionan como para sales solubles de hierro.

Consideraciones Toxicológicas

Toxicidad aguda: valores reportados de toxicidad para no humanos incluyen LD50 (rata, oral) \(2237\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\); LD50 (ratón, oral) \(3700\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\); LD50 (ratón, iv) \(114\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\); LD50 (ratón, ip) \(160\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\).
Información reguladora de peligro: algunas notificaciones clasifican la sustancia con la frase de riesgo H302 (Nocivo en caso de ingestión) y palabra de advertencia "Warning" en notificaciones específicas del producto. Las clasificaciones reportadas pueden variar según la formulación, perfil de impurezas y concentración.
Gestión clínica/toxicológica: en caso de sospecha de sobredosis, las guías incluyen soporte de vías aéreas y circulación, lavado gástrico para ingesta significativa o evidencia radiográfica de tabletas, y consideración de terapia quelante con deferoxamina en intoxicaciones graves (hierro sérico marcadamente elevado, shock, acidosis severa). La ingestión oral de hierro elemental por encima de \(20\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\) típicamente aconseja desintoxicación/monitorización clínica más agresiva.
Interacciones: la absorción oral de hierro y las interacciones sistémicas ocurren con múltiples agentes — por ejemplo, reducción de absorción de zinc cuando se coadministran grandes dosis de hierro; se han observado interacciones con metildopa y salicilatos en contextos clínicos y experimentales. El ácido ascórbico (vitamina C) puede potenciar la absorción de hierro cuando se coadministra.
Poblaciones en riesgo: individuos con trastornos del metabolismo del hierro (p. ej., hemocromatosis o trastornos relacionados que afectan la regulación del hierro) están en mayor riesgo por exposición excesiva a hierro; la ingestión accidental en pediatría de preparaciones que contienen hierro es un riesgo reconocido.

Guías de Almacenamiento y Manipulación

Almacenamiento: guardar en un lugar fresco, seco y bien ventilado, alejado de agentes oxidantes y bases fuertes; proteger de la luz y del aire para reducir la conversión oxidativa de Fe(II) a Fe(III). Las formas hidratadas y polvos a granel deben mantenerse en envases herméticamente cerrados para limitar la absorción de humedad y oxidación.
Control en formulación/procesamiento: usar tampones ácidos o de citrato (rango de \(\mathrm{pH}\) preferido 3,5–4,5) y estabilizantes (p. ej., glucosa, glicerina) en formulaciones acuosas para retardar la oxidación; evitar la coformulación con aniones incompatibles que precipitan hierro (carbonato, fosfato, oxalato) salvo que se gestione mediante estrategias quelantes/estabilizantes.
Higiene ocupacional: controlar la exposición a polvo (ventilación local, recolección de polvo) y usar EPI adecuado (guantes, protección ocular); los límites de exposición ocupacional establecidos para sales solubles de hierro suelen ser \(1\,\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) (TWA 8 horas) en muchas jurisdicciones—implementar medición y medidas de control conforme.
Empaquetado: mantener en envases a prueba de niños y resistentes a manipulaciones para formulaciones destinadas a administración oral; seguir las prácticas estándar de higiene en envases farmacéuticos para productos medicamentosos.
Medidas de emergencia: en caso de derrames, evitar generar polvo, recoger material para recuperación o eliminación conforme a la regulación local y prevenir su liberación al medio ambiente.

Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Ficha de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local aplicable.