Cianocobalamina (Vitamina B12) (68-19-9) Propriedades Físico-Químicas

Perfil Químico

Cianocobalamina (Vitamina B12)

Uma cobalamina solúvel em água fornecida como um derivado cristalino da vitamina B12 para uso como ingrediente farmacêutico ativo, referência analítica ou insumo no processo de fabricação farmacêutica e nutracêutica.

Número CAS	68-19-9
Família	Cobalaminas (vitamina corinoide)
Forma Típica	Pó ou sólido cristalino
Normas Comuns	EP

Comumente usado por equipes de formulação e P&D como um IFA ou padrão de referência na produção de suplementos e produtos farmacêuticos; o controle de qualidade foca no ensaio, perfil de impurezas e estabilidade. Manusear e armazenar em condições protegidas da luz e controladas para limitar a fotodegradação e garantir desempenho consistente entre lotes.

A cianocobalamina é um macrociclo corinoide da classe das cobalaminas: um anel corinoide tipo porfirinoide centrado em cobalto que apresenta múltiplas cadeias laterais contendo amidas, um nucleotídeo (5,6-dimetilbenzimidazol) como ligante axial pela posição inferior (base) e um ligante axial cianeto na posição superior (β). Estruturalmente, combina um grande núcleo corino tetrapirrólico altamente substituído com um grupamento ribose fosforilado e múltiplos substituintes pendentes carboxamida e aminoalquílicos; a arquitetura molecular produz um complexo rígido centrado no metal com ampla capacidade de formação de ligações de hidrogênio e uma estereoquímica tridimensional definida (vários estereocentros e estereoquímica de ligações duplas na periferia do corino).

Eletronicamente, o centro de cobalto encontra-se em um ambiente de coordenação de alto estado de oxidação (formalmente Co(III) no complexo com cianeto) e o campo de ligantes é dominado pelo sistema π do corino e ligantes axiais de campo forte. A molécula é formalmente neutra como composto isolado, mas contém um cátion metálico localizado equilibrado por contribuições aniônicas dos ligantes na montagem covalente. Devido ao alto número de grupos funcionais polares (carbonilas de amida, aminas primárias/secundárias, éster fosfato, hidroxilas) e ampla área de superfície polar topológica, a cianocobalamina apresenta alta polaridade e é fortemente hidratada em ambientes aquosos; é efetivamente solúvel em água e exibe baixa lipofilicidade intrínseca comparada a cofatores orgânicos pequenos de massa similar.

Do ponto de vista químico e farmacêutico, a cianocobalamina é amplamente utilizada como forma estável e administrável da vitamina B12, que pode ser convertida enzimática ou quimicamente em cofatores de cobalamina metabolicamente ativos (metilcobalamina e adenosilcobalamina). É amplamente relevante na nutrição clínica e em pesquisa bioquímica como suplemento vitamínico e como precursor para processos celulares dependentes de B12.

Normas comerciais comuns relatadas para esta substância incluem: EP.

Visão Geral Molecular

Peso Molecular e Composição

Fórmula molecular: \(\ce{C63H88CoN14O14P}\).
Peso molecular: 1355,4 Da (valor relatado: 1355,4).
Massa exata / Massa monoisotópica: 1354,567399 (valor relatado: 1354,567399).
Área de superfície polar topológica (TPSA): 476 \(\mathrm{\AA}^2\) (valor relatado: 476).
Contagem de átomos pesados: 93 (valor relatado: 93).
Contagem definida de estereocentros em átomos: 14 (valor relatado: 14).
Contagem definida de estereocentros em ligações: 3 (valor relatado: 3).
Contagem de unidades covalentemente ligadas: 3 (valor relatado: 3) — reflete a representação combinada do complexo cobalto-corino com seus componentes contrários em algumas representações.
Contagem de doadores de ligação de hidrogênio: 9 (valor relatado: 9).
Contagem de aceitadores de ligação de hidrogênio: 21 (valor relatado: 21).
Contagem de ligações rotativas: 26 (valor relatado: 26).
Carga formal: 0 (valor relatado: 0).
Complexidade molecular: 3150 (valor relatado: 3150).
Seção transversal de colisão (experimental): 338,2 \(\mathrm{\AA}^2\) [M+H]+ [Tipo CCS: DT; Método: campo único calibrado com mistura tune Agilent (Agilent)] (valor relatado: 338,2 Å² [M+H]+ [Tipo CCS: DT; Método: campo único calibrado com mistura tune Agilent (Agilent)]).

Nota sobre modelagem 3D: a geração de conformação para este composto é frequentemente desabilitada em fluxos de trabalho comuns de campos de força para pequenas moléculas devido ao número muito grande de átomos, presença de centro metálico de transição (Co) e extrema complexidade conformacional causada por extensas cadeias laterais e grupos ionizáveis.

Carga, Polaridade e LogP

Carga formal (relatada): 0.
O centro de cobalto está formalmente em um estado de oxidação superior e coordenado dentro do macrociclo corino enquanto o ligante axial cianeto estabiliza o complexo; apesar do centro metálico, o complexo intacto apresenta-se como uma molécula globalmente neutra e altamente polar devido a múltiplas funcionalidades ionizáveis e de ligação por hidrogênio.
Lipofilicidade: comportamento em nível de classe é fortemente hidrofílico; a molécula se distribui preferencialmente em fases aquosas e requer solventes polares ou agentes complexantes para transferência em meios não polares.
Não há valor experimentalmente estabelecido disponível no contexto atual para esta propriedade em relação ao logP ou coeficiente partição octanol-água.

Classificação Bioquímica

A cianocobalamina é uma vitamina cobalamina (corinoide), membro da família de macrociclos corinoides de cofatores organometálicos. É um derivado sintético ou isolado portador de cianeto da vitamina B12 usado como forma estável para armazenamento e dosagem; em sistemas biológicos atua como precursor das formas enzimaticamente ativas (metilcobalamina e 5'-desoxiadenosilcobalamina) que funcionam como coenzimas para reações de transferência de um carbono e rearranjos intramoleculares.

Comportamento Químico

Estabilidade e Degradação

A cianocobalamina é comparativamente estável quimicamente entre os derivados das cobalaminas porque o ligante axial cianeto forma uma ligação relativamente robusta com o centro Co(III), reduzindo a suscetibilidade a certas reações de troca de ligantes sob condições brandas. No entanto, é quimicamente lábil sob diversos estressores típicos para cofatores complexos: - A fotólise pode levar a dissociação do ligante e redução do centro de cobalto, promovendo conversão em outras formas de cobalamina ou produtos de degradação. - Ambientes fortemente redutores e ativação redutiva enzimática facilitam a conversão da cianocobalamina em outras cobalaminas (via redução e troca de ligantes). - pH extremos, aquecimento prolongado e condições fortemente oxidantes ou nucleofílicas promovem clivagem hidrolítica de ligações amídicas periféricas ou glicosídicas e decomposição do anel nucleotídico. As estratégias de manuseio e formulação geralmente enfatizam a proteção contra luz, agentes redutores e pH extremos para preservar a integridade química.

Hidrólise e Transformações

A cianocobalamina sofre reações de troca de ligantes na posição axial do cobalto e, bioquimicamente, é convertida em derivados ativos da cobalamina: - O ligante cianeto pode ser deslocado sob condições redutoras/enzimáticas para gerar hidroxicobalamina, metilcobalamina ou adenosilcobalamina, dependendo da via de reação e do contexto enzimático. - O grupo ribose fosforilada (nucleotídeo) e várias cadeias laterais amídicas são suscetíveis à hidrólise em condições fortemente ácidas ou básicas, o que pode fragmentar a molécula e destruir a atividade do cofator. - Vias fotoquímicas e redutoras podem reduzir Co(III) a Co(II) ou Co(I), permitindo a clivagem da ligação Co–ligante e rearranjos subsequentes; essas transformações são essenciais para a conversão entre diferentes espécies biologicamente relevantes de cobalamina. Essas vias de transformação fundamentam o uso da cianocobalamina como um precursor farmacêutico estável que é metabolizado em formas ativas in vivo.

Papel Biológico

Papel Funcional e Vias Metabólicas

A própria cianocobalamina atua principalmente como uma forma estável de entrega da vitamina B12; em sistemas biológicos, é convertida enzimaticamente ou quimicamente nos cofatores ativos: - Metilcobalamina: cofator da metionina sintase (metilação da homocisteína para metionina) e central no metabolismo do folato e do carbono único. - 5'-Desoxiadenosilcobalamina (adenosilcobalamina): cofator da metilmalonil-CoA mutase (isomerização da metilmalonil-CoA em succinil-CoA) no catabolismo mitocondrial de ácidos graxos com número ímpar de carbonos e aminoácidos. Essas reações dependentes de cobalamina são essenciais para a biossíntese de nucleotídeos, química de metilação e metabolismo intermediário.

Contexto Fisiológico e Celular

Dentro dos organismos, as cobalaminas são transportadas por proteínas de ligação específicas e sistemas de captação celular; a cianocobalamina administrada exogenamente é absorvida, processada e convertida em formas de cofator fisiologicamente ativas nos compartimentos celulares: - A conversão citosólica fornece metilcobalamina para a atividade da metionina sintase. - A importação mitocondrial e conversão produzem adenosilcobalamina para a atividade da mutase. A homeostase celular das cobalaminas é rigorosamente regulada; a deficiência prejudica a síntese de DNA e o fluxo metabólico nas vias do carbono único e dos carbonos com número ímpar.

Identificadores e Sinônimos

Números de Registro e Códigos

Número CAS: 68-19-9
InChIKey: FDJOLVPMNUYSCM-WZHZPDAFSA-L
InChI: InChI=1S/C62H90N13O14P.CN.Co/c1-29-20-39-40(21-30(29)2)75(28-70-39)57-52(84)53(41(27-76)87-57)89-90(85,86)88-31(3)26-69-49(83)18-19-59(8)37(22-46(66)80)56-62(11)61(10,25-48(68)82)36(14-17-45(65)79)51(74-62)33(5)55-60(9,24-47(67)81)34(12-15-43(63)77)38(71-55)23-42-58(6,7)35(13-16-44(64)78)50(72-42)32(4)54(59)73-56;1-2;/h20-21,23,28,31,34-37,41,52-53,56-57,76,84H,12-19,22,24-27H2,1-11H3,(H15,63,64,65,66,67,68,69,71,72,73,74,77,78,79,80,81,82,83,85,86);;/q;-1;+3/p-2/t31-,34-,35-,36-,37+,41-,52-,53-,56-,57+,59-,60+,61+,62+;;/m1../s1
SMILES: CC1=CC2=C(C=C1C)N(C=N2)[C@@H]3[C@@H]([C@@H]([C@H](O3)CO)OP(=O)([O-])O[C@H](C)CNC(=O)CC[C@@]\\4([C@H]([C@@H]5[C@]6([C@@]([C@@H](C(=N6)/C(=C\\7/[C@@]([C@@H](C(=N7)/C=C\\8/C([C@@H](C(=N8)/C(=C4\\[N-]5)/C)CCC(=O)N)(C)C)CCC(=O)N)(C)CC(=O)N)/C)CCC(=O)N)(C)CC(=O)N)C)O.[C-]#N.[Co+3]

(Cada um dos identificadores acima é fornecido nos formatos apresentados; os códigos de registro e estruturais são usados para identificação inequívoca da substância.)

Sinônimos e Nomes Biológicos

Sinônimos e nomes reportados incluem: - Cianocobalamina (Vitamina B12) - cianocobalamina - vitamina B12 - SCHEMBL29674629

Resumo de Segurança e Manuseio

Manuseio e Armazenamento de Materiais Bioquímicos

Riscos e manuseio da classe química: como um corrinoide hidrofílico e de grande tamanho, a cianocobalamina não é altamente volátil, mas pode ser sensível à fotodegradação, calor e agentes redutores. Minimizar a exposição à luz durante o manuseio e armazenamento; utilizar recipientes opacos ou âmbar quando possível e limitar a exposição a condições fortemente redutoras ou pH extremos que acelerem a degradação.
Medidas de proteção pessoal: equipamentos de proteção individual padrão de laboratório (luvas, proteção ocular, jaleco) são adequados para manuseio rotineiro de sólido e preparação de soluções; evitar inalação de poeira empregando ventilação local ou controle de poeira durante a pesagem do material em pó.
Armazenamento: conservar protegido da luz e em condições secas; seguir as recomendações do fornecedor quanto ao controle de temperatura e embalagem para manter a estabilidade.
Gestão de resíduos e derramamentos: tratar sólidos e soluções como resíduos químicos laboratoriais; conter e coletar material derramado com absorventes inertes, evitando a liberação em ralos sem neutralização adequada ou controles institucionais. 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.