Cloreto de Benzetônio (23-11-9) Propriedades Físicas e Químicas
Cloreto de Benzetônio
Um cloreto de amônio quaternário sintético fornecido como sólido cristalino branco higroscópico, usado como tensoativo catiônico e ingrediente antimicrobiano em formulações e aplicações de higiene industrial.
| Número CAS | 23-11-9 |
| Família | Sais de amônio quaternário |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Qualidades Comuns | BP, EP, JP, USP |
O cloreto de benzetônio é um sal de amônio quaternário sintético da classe aromática-éter; estruturalmente é um cátion benzyldimetilamônio substituído por uma longa cadeia alquil-fenoxietoxietil ramificada, pareado com cloreto como contra-íon. A molécula combina um centro de nitrogênio terciário permanentemente carregado (quaternizado) com um segmento hidrofóbico aril–alquil volumoso e duas ligações éter, produzindo um tensoativo catiônico anfifílico que se adsorve fortemente a superfícies carregadas negativamente e membranas biológicas.
Eletronicamente, o nitrogênio quaternário carrega uma carga formal positiva que é deslocalizada apenas na medida permitida pelos substituintes próximos (sem ressonância clássica no anel aromático), enquanto o contra-íon cloreto permanece associado ionicamente em solução ou no estado sólido. Os oxigênios dos éteres fornecem capacidade modesta como aceitadores de ligações de hidrogênio (três aceitadores contados computacionalmente), mas nenhum doador de ligação de hidrogênio. Juntas, essas características produzem um composto solúvel em água como par iônico, porém suficientemente lipofílico para se particionar em interfaces lipídicas e membranas microbianas, conferindo atividade biocida de amplo espectro.
O comportamento ácido–base é definido pelo centro de amônio permanentemente carregado (sem dissociação ácido-base no sentido usual de \(\mathrm{p}K_a\)); o pH da solução é uma propriedade da formulação, e não de equilíbrios intrínsecos de ionização. O composto apresenta comportamento característico de tensoativo (formação de espuma em meio aquoso) e é classicamente incompatível com detergentes aniônicos e sabões devido a pareamento iônico e precipitação. É relativamente estável em condições neutras; agentes oxidantes fortes, ácidos fortes em alta concentração, exposição prolongada a calor ou luz e certos nucleófilos podem induzir degradação. As qualidades comerciais comuns reportadas para esta substância incluem: BP, EP, JP, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Forma física: sólido higroscópico incolor a branco, tipicamente apresentado como cristais ou pó branco inodoro com sabor muito amargo. O composto é descrito como fracamente odorífero em algumas preparações.
Ponto de fusão (valores reportados): 327 a 331 °F; 160–166 °C (faixas relatadas incluem 160–165 °C e 164–166 °C).
Solubilidade: a solubilidade aquosa reportada varia aproximadamente entre 10 e 50 mg·mL^-1 a 64 °F; descrito amplamente como “muito solúvel em água”, com solubilidade em álcool, acetona e clorofórmio; aparência de ligeira solubilidade em éter. Em soluções aquosas, costuma produzir aparência espumosa e sabão devido ao comportamento tensoativo.
pH da solução aquosa: uma solução aquosa a 1% tem sido reportada com observações divergentes; alguns relatos indicam resposta levemente alcalina em papel tornassol, enquanto outros reportam \(\mathrm{pH}\) entre 4,8 e 5,5 para solução a 1%. Essas diferenças refletem efeitos de formulação e do contra-íon/impurezas.
Índice de refração (reportado): valores incluem 1,5101 @ 25 °C (D) e outros índices ópticos reportados como 1,560 (alfa), 1,565 (beta), 1,589 (gama).
Seção transversal de colisão: 210,3 \(\text{Å}^2\) para o íon [M+H]+ (método TW, calibrado).
Outras observações físicas: fragmenta ligeiramente a 120 °C; higroscópico e pode ser sensível à exposição prolongada ao ar.
Solubilidade e Hidratação
O cloreto de benzetônio é um sal de amônio quaternário solúvel em água que forma prontamente fases micelares/adsorvidas em meios aquosos; a solubilidade é suficiente para permitir formulações comuns de antissépticos e conservantes (soluções em nível percentual). É solúvel em solventes orgânicos polares como álcool e acetona, apresentando solubilidade limitada em solventes não polares (éter). A substância pode formar formas monoidratadas sob certas condições (monohidrato reportado entre sinônimos históricos), e ambientes aquosos concentrados ou ácidos podem induzir separação de fases ou precipitação de uma fase oleosa que cristaliza ao secar.
Estabilidade Térmica e Decomposição
A estrutura de amônio quaternário e as ligações aril-éter conferem estabilidade térmica moderada sob manuseio normal; foi relatada estabilidade para períodos curtos (ex.: duas semanas) a temperaturas elevadas (até cerca de \(140\,^\circ\mathrm{F}\)). Com aquecimento além da decomposição, o material emite gases irritantes e tóxicos, incluindo cloreto de hidrogênio e óxidos de nitrogênio (genericamente \(HCl\) e \(NO_x\)). O composto é combustível e produz fumaças irritantes ou tóxicas na combustão; a resposta a incêndios deve considerar exposição a gases ácidos e óxidos de nitrogênio.
Propriedades Químicas
Formação de Complexos e Coordenação
Como sal de amônio quaternário, o cloreto de benzetônio não participa da coordenação clássica de base de Lewis a centros metálicos; comporta-se como um tensoativo catiônico e forma pares iônicos com ânions. Em solução, adsorve-se prontamente a superfícies carregadas negativamente (ex.: membranas celulares, polímeros aniônicos) e pode formar agregados mistos ou complexos com espécies aniônicas. O contra-íon cloreto é intercambiável em processos de troca iônica, mas o centro catiônico de amônio permanece permanentemente carregado em condições normais.
Reatividade e Estabilidade
A reatividade química é dominada pela estabilidade do centro de amônio quaternário e pelas ligações aromático–éter relativamente robustas. A substância é incompatível com agentes oxidantes fortes e com tensoativos aniônicos/sabões (inativação mútua e precipitação). Pode reagir com nitratos e certos sais inorgânicos; ácidos fortes em concentrações elevadas podem precipitar o material da solução quando as concentrações excedem alguns percentuais. As ligações éter são relativamente resistentes à hidrólise em condições neutras, mas podem ser clivadas sob condições fortemente ácidas ou fortemente nucleofílicas ou em temperaturas elevadas. O material é sensível à luz em certa medida e deve ser protegido de exposição prolongada à luz para minimizar a degradação.
Parâmetros Moleculares
Peso Molecular e Composição
Fórmula molecular: \(\mathrm{C}_{27}\mathrm{H}_{42}\mathrm{ClNO}\)
Peso molecular: \(448,1\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
Massa exata/monoisotópica: 447,2904073 (reportado).
Número de átomos pesados: 31.
Área de superfície polar topológica (TPSA): 18,5.
Carga formal (líquida): 0 (par iônico consistindo em cátion de amônio quaternário permanentemente carregado e ânion cloreto).
Número de doadores de ligação de hidrogênio: 0; número de aceitadores de ligação de hidrogênio: 3.
Número de ligações rotativas: 12.
Complexidade: 466.
Esses parâmetros calculados e medidos refletem uma molécula anfifílica com um grupo cabeça permanentemente carregado e volume hidrofóbico substancial; a modesta TPSA e a ausência de doadores de ligação de hidrogênio são consistentes com comportamento de associação à membrana ao invés de extensas ligações de hidrogênio aquosas.
LogP e Estado de Ionização
LogP relatado: 4,0 (valor informado). A interpretação dos coeficientes de partição octanol–água para sais de amônio quaternário requer cautela: a natureza cátionica e ion-pareada do cloreto de benzetonio significa que a partição aparente pode depender fortemente da troca de contra-íon, força iônica e método experimental. O estado químico intrínseco em uso típico é um catião amônio permanentemente carregado pareado com cloreto; a partição em membranas biológicas é, portanto, governada pela adsorção induzida por surfactante e ion-pareamento, em vez da difusão da molécula neutra.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
CAS (conforme mostrado no título): 2311-9 (use esta sequência ao citar o CAS).
Fórmula molecular (alternativa): C27H42ClNO2 (como texto simples quando requerido).
InChIKey: UREZNYTWGJKWBI-UHFFFAOYSA-M
InChI: InChI=1S/C27H42NO2.ClH/c1-26(2,3)22-27(4,5)24-13-15-25(16-14-24)30-20-19-29-18-17-28(6,7)21-23-11-9-8-10-12-23;/h8-16H,17-22H2,1-7H3;1H/q+1;/p-1
SMILES: CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(C=C1)OCCOCCN+(C)CC2=CC=CC=C2.[Cl-]
Número Comunidade Europeia (CE): 204-479-9
UNII: PH41D05744
ChEBI: CHEBI:31264
ChEMBL: CHEMBL221753
NSC: 755908 (também NSC-20200 e NSC-755908 encontrados entre identificadores históricos)
RXCUI: 40036
(Quando identificadores em texto simples são requeridos — SMILES, InChI, InChIKey — estes são fornecidos acima sem MathJax.)
Sinônimos e Nomes Estruturais
Sinônimos comuns e fornecidos pelo depositante relatados incluem: Cloreto de benzetonio; Hyamine 1622; Phemeride; Phemerol; Quatrachlor; Hyamine; Benzyldimetil(2-(2-(p-(1,1,3,3-tetrametilbutil)fenoxi)etoxi)etil)amônio cloreto; p-Diisobutilfenoxietoxietil dimetil benzil amônio cloreto; BZT; Benzetônio cloruro; Benzyldimetil-[2-[2-[4-(2,4,4-trimetilpentan-2-il)fenoxi]etoxi]etil]azânio cloreto; e inúmeros nomes comerciais e de formulações em listas de produtos. Este composto também é listado sob graus farmacêuticos e padrões de referência (ex.: graus USP/EP/JP na prática comercial).
Aplicações Industriais e Comerciais
Uso como Forma Salina ou Excipiente
O cloreto de benzetonio atua principalmente como surfactante catiónico ativo com atividade antisséptica, desinfetante e conservante. Sua forma de cloreto de amônio quaternário proporciona solubilidade em água e atividade superficial, apoiando seu uso como ingrediente farmacêutico ativo antimicrobiano, bem como conservante ou excipiente em formulações tópicas. Aplicações farmacêuticas e cosméticas usam graus farmacopéicos (BP, EP, JP, USP) quando especificados; a forma salina é a forma comercial usual para formulação e controle de qualidade.
Casos Representativos de Uso
- Antisséptico e desinfetante tópico em cuidados de feridas e limpadores de pele.
- Conservante em preparações cosméticas e farmacêuticas (concentrações controladas por limites regulatórios/de formulação). Por exemplo, está autorizado em algumas formulações de desinfetantes para as mãos até uma percentagem especificada em peso do produto acabado.
- Detergente catiónico e germicida para limpeza de utensílios e equipamentos (indústria alimentícia e de laticínios), e como alguicida em alguns tratamentos de piscina.
- Preparações antissépticas tópicas veterinárias e lavagens de úberes/mamilos em concentrações diluídas para desinfecção.
- Aditivo em certas formulações de enxaguantes bucais, e como ingrediente em alguns produtos desodorantes e controle de caspa.
- Historicamente usado como espermicida e como reagente auxiliar em ensaios laboratoriais (ex.: determinação de proteínas), embora tais aplicações sejam regidas por considerações regulatórias e de segurança.
Se for necessária uma síntese concisa de aplicações além das propriedades gerais acima, a seleção é tipicamente orientada por suas propriedades antimicrobianas de ação superficial, perfil de solubilidade e compatibilidade com componentes de formulação pretendidos (não compatível com surfactantes aniônicos/sabões).
Resumo de Segurança e Manuseio
Considerações Toxicológicas
O cloreto de benzetonio é um biocida ativo com toxicidade aguda documentada por ingestão e efeitos irritantes/corrosivos nos olhos e na pele em concentrações suficientemente elevadas. Características toxicológicas-chaves relatadas incluem: potencial para dano ocular severo em concentrações na faixa de 0,1–1%, irritação cutânea e dermatite de contato com exposição repetida, efeitos neurotóxicos em exposições sistêmicas altas (incluindo depressão do sistema nervoso central e convulsões), e eventos hemolíticos/metemoglobinemia em casos extremos. Doses orais fatais foram relatadas na faixa de poucos gramas (dose fatal relatada por ingestão aproximadamente \(1\text{--}3\,\mathrm{g}\)). Medidas clínicas de primeiros socorros para exposição incluem irrigação imediata dos olhos e da pele, remoção de roupas contaminadas e atenção médica rápida para ingestão ou exposição significativa por inalação; não induzir vômito para ingestões corrosivas e buscar atendimento médico imediatamente.
Toxicidade ambiental: o composto é tóxico para organismos aquáticos e não deve ser liberado no meio ambiente; a biodegradação pode ser limitada em condições não adaptadas.
Nota sobre classificação: as declarações de perigo e categorias relatadas em classificações notificadas incluem toxicidade oral aguda, corrosão/irritação da pele e lesão/irritação ocular grave, e toxicidade aquática aguda e de longo prazo. A classificação exata e rotulagem de precaução variam conforme a jurisdição e formulação; Fichas de Dados de Segurança (SDS) específicas do produto devem ser consultadas para códigos regulatórios de perigo e medidas de controle no local de trabalho.
Diretrizes de Armazenamento e Manuseio
Manuseio: minimizar a geração de poeira ao manipular o sólido; utilizar controles de engenharia apropriados (exaustão local, contenção) e equipamento de proteção individual — luvas resistentes a produtos químicos, óculos de segurança contra respingos ou protetor facial, e proteção respiratória adequada se concentrações aéreas forem possíveis. Para manuseio de soluções concentradas, usar respiradores com cartuchos para vapores ácidos/orgânicos/gases ácidos onde indicado e luvas impermeáveis; trocar as luvas imediatamente em caso de contaminação ou dano.
Armazenamento: conservar em local fresco, bem ventilado, protegido da luz e umidade; manter os recipientes bem fechados e segregados de materiais incompatíveis (oxidantes fortes, detergentes/sabões aniônicos, nitratos). Armazenar afastado de alimentos e acessos a ralos/esgotos. Alguns relatos recomendam armazenamento refrigerado para estabilidade a longo prazo do material puro.
Derramamento e descarte: umedecer o pó para suprimir poeira e varrer para recipientes adequados para descarte; evitar liberações ao meio ambiente. Absorventes e resíduos contaminados devem ser coletados e descartados conforme regulamentos locais aplicáveis.
Combate a incêndio: material combustível que pode gerar gases irritantes/tóxicos na decomposição térmica (gases ácidos e óxidos de nitrogênio); usar meios extintores apropriados para fogo circundante (neblina de água, espuma, CO2, pó químico seco); bombeiros devem usar equipamento de proteção completo e aparelho respiratório autônomo.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (SDS) específica do produto e a legislação local.
Resumo de Segurança e Manuseio (continuação)
Primeiros Socorros e Medidas de Emergência (resumo)
- Inalação: levar para ambiente com ar fresco; buscar atendimento médico caso surjam sintomas.
- Contato com a pele: remover roupas contaminadas; lavar as áreas afetadas com água e sabão; procurar atendimento médico para irritação severa ou queimaduras.
- Contato com os olhos: lavar os olhos com abundante água por pelo menos 20–30 minutos e obter atendimento médico imediato.
- Ingestão: não induzir o vômito; se consciente, enxaguar a boca e administrar pequenas quantidades de água para diluir; procurar atendimento médico imediato.
Essas medidas resumem respostas comumente relatadas; seguir procedimentos institucionais de emergência e orientações médicas locais.
