Gluconato Ferroso (299-29-6) Propriedades Físicas e Químicas

Perfil Químico

Gluconato Ferroso

Gluconato de ferro(II) fornecido como sólido seco, comumente usado como fonte de ferro para fortificação alimentar, suplemento alimentar e formulações farmacêuticas orais.

Número CAS	299-29-6
Família	Gluconatos de ferro(II)
Forma Típica	Pó ou grânulos
Graus Comerciais Comuns	EP, Food Grade, USP

Utilizado por fabricantes e formuladores para fortificação alimentar, suplementos nutricionais e produtos farmacêuticos orais; as aquisições geralmente visam graus especificados quanto à pureza, teor de umidade e limites de metais pesados. Atenção à oxidação, controle de umidade e distribuição do tamanho de partículas é importante para vida útil, desempenho em mistura e testes de controle de qualidade (teor de ferro, umidade, aparência).

O gluconato ferroso é um sal orgânico de ferro(II) formado pela coordenação de um cátion férrico divalente a dois ânions gluconato (D-gluconato derivado da glicose). Estruturalmente, é melhor descrito como ferro(2+);bis((2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroxihexanoato): um complexo metal-ligante 1:2 no qual cada gluconato fornece átomos doadores de oxianião para quelar Fe(II). O composto existe como um conjunto covalentemente discreto de três unidades covalentemente ligadas (duas porções gluconato e um Fe2+) e é estereoquimicamente definido (oito centros estereogênicos atômicos definidos). O ambiente de coordenação e os múltiplos grupos hidroxila/carboxilato produzem uma área superficial polar muito alta e uma extensa capacidade de formação de ligações de hidrogênio no estado sólido e em solução.

Electronicament,e o centro de ferro está no estado de oxidação +2 e os ligantes estão presentes predominantemente como sítios doadores do tipo carboxilato/alcóxido; o conjunto global neutro (carga formal 0) reflete o equilíbrio interno de carga entre Fe(II) e dois ânions gluconato desprotonados uma vez. Como Fe(II) é suscetível à oxidação aeróbica para Fe(III), soluções e condições de pH neutro a alcalino favorecem a conversão para espécies férricas; essa labilidade redox influencia fortemente a cor, estabilidade e comportamento de precipitação. A alta área superficial polar topológica, numerosos doadores/receptores de ligações de hidrogênio e ausência de motivos lipofílicos produzem um sal altamente solúvel em água, hidrofílico, com lipofilicidade intrínseca negligenciável em relação a pequenas moléculas orgânicas neutras.

O gluconato ferroso é amplamente utilizado industrial e farmacêuticamente como fonte oral de ferro biodisponível (hematínico) e como aditivo/colorante alimentar (por exemplo, em aplicações específicas como tratamento da cor dazeitona madura). É formulado para suplementação dietética, fortificação de rações animais e produtos medicinais orais onde se requer biodisponibilidade e tolerabilidade do Fe(II). Os graus comerciais comuns relatados para esta substância incluem: EP, Food Grade, USP.

Propriedades Físicas Básicas

O material seco é descrito como um pó ou grânulos de cor amarelo-esverdeado pálido a cinza amarelado e pode exibir um odor fraco, reminiscente de açúcar queimado ou caramelo. O sólido é um pó seco sob condições ambientes e tipicamente manuseado dessa forma em operações de fabricação e formulação.

A cor visual das soluções aquosas é dependente do pH: amarelo claro a \(\mathrm{pH}\) 2, marrom a \(\mathrm{pH}\) 4,5 e verde a \(\mathrm{pH}\) 7. A mudança observada na cor reflete a especiação dependente do pH e a oxidação parcial do Fe(II) para Fe(III).

Solubilidade e Hidratação

Solubilidade: "Solúvel com leve aquecimento em água. Praticamente insolúvel em etanol." Uma nota experimental específica sobre solubilidade declara: "1 grama se dissolve em cerca de 10 ml de água com leve aquecimento e em 1,3 ml de água a \(100\,^\circ\mathrm{C}\). Forma soluções supersaturadas que são estáveis por um período de tempo."
Solúvel em glicerina; a glicerina também retarda a oxidação do íon ferroso em solução.
A solubilidade é aumentada pela adição de ácido cítrico ou íon citrato; inversamente, em soluções neutras, carbonatos, fosfatos e oxalatos solúveis podem produzir precipitação (comportamento comum para sais ferrosos formando fases secundárias pouco solúveis).
Estado de hidratação: uma forma comumente encontrada é o di-hidrato; a forma di-hidratada influencia o comportamento de fusão/ decomposição e solubilidade.

Estabilidade Térmica e Decomposição

Fusão/Decomposição: "O ponto de fusão para o sal di-hidratado do ácido D-gluconico ferroso (98%) é 188 \(\,^\circ\mathrm{C}\), decompõe." A decomposição térmica do sal produz fumaça acre e vapores irritantes; produtos da combustão/decomposição são potencialmente corrosivos e irritantes.
A estabilidade em meio aquoso é fortemente dependente do pH: soluções aproximadamente neutras sofrem rápida oxidação do Fe(II) para Fe(III); a estabilidade é melhorada pelo tamponamento a \(\mathrm{pH}\) 3,5–4,5 (tampão citrato recomendado) e pela adição de antioxidantes ou estabilizadores (ex.: glicose, glicerina).

Propriedades Químicas

O gluconato ferroso comporta-se como um quelato de coordenação de Fe(II) com dois ligantes gluconato; suas propriedades químicas são dominadas pela coordenação metal-ligante, química redox do ferro e extensa ligação por hidrogênio proveniente dos múltiplos grupos hidroxila.

Formação de Complexos e Coordenação

Descritor IUPAC/estrutural: "ferro(2+);bis((2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroxihexanoato)". Os ligantes gluconato coordenam-se através de átomos doadores oxianiônicos (carboxilato e oxigênio adjacente), produzindo um centro Fe(II) quelado.
O composto é efetivamente um quelato bidentado por gluconato (comumente anotado como modos de coordenação O1,O2), gerando um sal metálico neutro com equilíbrio interno de carga.
A quelatação estabiliza o estado de oxidação Fe(II) em certa medida em meios ácidos e protegidos; entretanto, Fe(II) permanece suscetível à oxidação aeróbica, especialmente em \(\mathrm{pH}\) elevados.

Reatividade e Estabilidade

Oxidação: O íon ferroso oxida-se lentamente para férrico na exposição ao ar e é sensível à luz; a oxidação é retardada pelo tamponamento ácido (estabilidade ótima relatada em \(\mathrm{pH}\) 3,5–4,5) e por coformulantes como glicose ou glicerina.
Indicadores de cor/interação: Ácido ascórbico e aditivos do tipo glicina podem influenciar cor e estabilidade; descrições com ácido ascórbico e glicina indicam alterações de cor (escurecimento) e aumento da estabilidade em algumas formulações. Interação com piridoxina pode produzir coloração verde.
Precipitação: Em meios neutros ou alcalinos, é possível formação de carbonatos, fosfatos ou oxalatos de ferro insolúveis, levando à perda de ferro solúvel; muitos ácidos hidroxi orgânicos (açúcares, glicerina) dificultam a precipitação.
Incompatibilidades químicas e interações: A ingestão concomitante ou coadministração com certos fármacos e minerais pode afetar a absorção ou efeitos farmacodinâmicos (exemplos incluem diminuição da absorção de certos fármacos ou alteração na captação de metais descrita em estudos clínicos de interação).

Parâmetros Moleculares

Fórmula molecular: C12H22FeO14
Massa molecular: \(446.14\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
Massa exata / Massa monoisotópica: \(446.035891\)
Área superficial polar topológica (TPSA): \(283\)
Contagem de átomos pesados: \(27\)
Complexidade: \(165\)
Carga formal: \(0\)
Número de doadores de ligação de hidrogênio: \(10\)
Número de aceitadores de ligação de hidrogênio: \(14\)
Número de ligações rotativas: \(8\)
Contagem de centros estereogênicos atômicos definidos: \(8\)
Contagem de unidades covalentemente ligadas: \(3\)

Estes descritores computados refletem um complexo grande e altamente polar com ampla capacidade de ligação por hidrogênio e lipofilicidade limitada.

LogP e Estado de Ionização

Não há valor experimental estabelecido para esta propriedade disponível no contexto atual de dados para logP.
Ionização/especiação: o material sólido é uma montagem neutra de um Fe(II) e dois ânions gluconato desprotonados (neutralidade líquida). Em solução aquosa, os grupos carboxilato permanecem desprotonados em pH fisiológico, e o centro ferro permanece como Fe(II) a menos que seja oxidado; equilíbrios redox e de complexação dependentes do \(\mathrm{pH}\) controlam a especiação e a solubilidade.

Identificadores e Sinônimos

Números de Registro e Códigos

Número de Registro CAS: 299-29-6
Número da Comunidade Europeia (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]

Sinônimos e Nomes Estruturais

Sinônimos selecionados e nomes fornecidos pelo depositante (conforme registrado para esta substância) incluem: - GLUCONATO FERROSO - Gluconato de Ferro(II) - Ferroglyconicum - Glucoferron - Gluconato de ferro - Sal férrico do ácido glucônico - Gluconato de ferro(2+) (1:2) - Ácido D-glucônico, sal de ferro(2+) (2:1) - Digluconato de ferro - Ferro, bis(D-gluconato-O1,O2)- - Gluconato ferroso anidro - Gluconato de ferro(2+), anidro - Identificadores descontinuados associados e listagens CAS alternativas são registradas historicamente, mas o CAS principal acima se aplica.

Aplicações Industriais e Comerciais

O gluconato ferroso é usado quando se requer uma fonte solúvel e relativamente bem tolerada de ferro ferroso e onde a quelação por um ligante derivado de carboidrato minimiza a irritação gastrointestinal em relação a alguns sais inorgânicos.

Uso como Forma Salina ou Excipiente

Farmacêutico: utilizado como hematínico oral para prevenção e tratamento de anemia por deficiência de ferro; formulado em xaropes, elixires, comprimidos e cápsulas. Formulações farmacêuticas típicas incluem formas de dosagem que fornecem ferro elementar na faixa ilustrada pelos exemplos de produto (ex.: cápsulas 435 mg equivalentes a 50 mg de ferro elementar; elixir 300 mg equivalentes a 37,5 mg de ferro elementar; comprimidos 320 mg equivalentes a 40 mg de ferro elementar).
Indústria alimentícia: utilizado como corante e suplemento nutricional (por exemplo, existe autorização específica para uso no tratamento de cor de azeitona madura e como suplemento nutricional em alimentos); também usado como fortificante em alimentos e rações animais.
Ração e fortificação: utilizado como fortificante mineral traço em rações animais e na fortificação de alimentos onde biodisponibilidade e compatibilidade organoléptica são importantes.
Métodos típicos de fabricação: produzido por metátese ou reações de troca salina (por exemplo, a partir de gluconato de bário ou cálcio e sulfato ferroso) ou pela reação de carbonato ferroso com ácido glucônico em solução aquosa.

Graus comerciais comuns reportados para esta substância incluem: EP, Grau Alimentício, USP.

Casos Representativos de Uso

Suplementos orais de ferro e xaropes formulados para uso humano e veterinário onde se deseja biodisponibilidade de Fe(II) e redução da irritação gastrointestinal.
Aplicações como aditivo alimentar para colorante/suplemento nutricional (o uso é restrito a aplicações alimentares especificadas em estruturas regulamentares).
Fortificação de alimentos básicos e rações animais onde estratégias de estabilização do ferro (por ex., coformulação com ácido ascórbico ou excipientes estabilizantes) são aplicadas para manter solubilidade e biodisponibilidade.

Se for necessária uma síntese concisa de aplicação específica para aquisição ou desenvolvimento de especificações, a seleção deve basear-se nas propriedades funcionais descritas acima (solubilidade, estabilidade, teor de ferro elementar e compatibilidade de formulação).

Visão Geral de Segurança e Manuseio

Considerações sobre manuseio e perigo são dominadas pelo fato de que esta substância fornece ferro bioavaliável e contém um centro metálico redoxativo; exposições ocupacionais são gerenciadas como para sais solúveis de ferro.

Considerações Toxicológicas

Toxicidade aguda: valores de toxicidade não humana relatados incluem DL50 (rato, oral) \(2237\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\); DL50 (camundongo, oral) \(3700\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\); DL50 (camundongo, iv) \(114\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\); DL50 (camundongo, ip) \(160\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\).
Informações regulamentares de perigo: algumas notificações classificam a substância com a frase de perigo H302 (Nocivo em caso de ingestão) e um pictograma de advertência "Warning" em notificações específicas de produto. As classificações reportadas podem variar conforme formulação, perfil de impurezas e concentração.
Gestão clínica/toxicológica: para suspeita de overdose, orientações incluem suporte das vias respiratórias e circulatório, lavagem gástrica em caso de ingestão significativa ou evidência radiográfica de comprimidos e consideração de terapia quelante com deferoxamina em intoxicações graves (ferro sérico marcadamente elevado, choque, acidose grave). Ingestão oral de ferro elementar acima de \(20\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\) tipicamente requer desintoxicação mais agressiva e monitoramento clínico.
Interações: a absorção oral de ferro e interações sistêmicas ocorrem com múltiplos agentes — por exemplo, redução da absorção de zinco quando doses elevadas de ferro são coadministradas; interações com metildopa e salicilatos foram observadas em contextos clínicos e experimentais. O ácido ascórbico (vitamina C) pode aumentar a absorção de ferro quando coadministrado.
Populações em risco: indivíduos com distúrbios do metabolismo do ferro (por exemplo, hemocromatose ou desordens relacionadas que prejudicam a regulação do ferro) estão sob maior risco de efeitos adversos por exposição excessiva ao ferro; ingestão acidental pediátrica de preparações contendo ferro é um risco reconhecido.

Diretrizes para Armazenamento e Manuseio

Armazenamento: conservar em local fresco, seco, bem ventilado, afastado de agentes oxidantes e bases fortes; proteger da luz e exposição ao ar para reduzir a conversão oxidativa de Fe(II) para Fe(III). Formas hidratadas e pós a granel devem ser mantidas em recipientes bem fechados para limitar absorção de umidade e oxidação.
Controles de formulação/processamento: usar tampões ácidos ou de citrato (faixa de \(\mathrm{pH}\) preferida 3,5–4,5) e estabilizantes (ex.: glicose, glicerina) em formulações aquosas para retardar a oxidação; evitar coformulação com ânions incompatíveis que precipitam ferro (carbonato, fosfato, oxalato), salvo se gerenciados por estratégias quelantes/estabilizadoras.
Higiene ocupacional: controlar exposição a poeira (ventilação local exaustora, coleta de poeira) e usar EPC apropriados (luvas, proteção ocular); limites ocupacionais estabelecidos para sais solúveis de ferro são comumente \(1\,\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) (média ponderada no tempo de 8 horas) em muitas jurisdições — implementar monitoramento e medidas de controle conforme.
Embalagem: manter em recipientes à prova de crianças e invioláveis para formulações destinadas à administração oral; seguir higiene padrão de embalagem farmacêutica para produtos medicamentosos.
Medidas de emergência: em caso de derramamento, evitar gerar poeira, coletar material para recuperação ou descarte conforme regulamentos locais e impedir liberação ao meio ambiente.

Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulatórias, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local aplicável.