Ácido Ferúlico (1135-24-6) Propriedades Físicas e Químicas
Ácido Ferúlico
Derivado natural do ácido cinâmico e antioxidante fenólico comumente utilizado em formulações cosméticas, nutracêuticas e farmacêuticas, além de aplicações em P&D.
| Número CAS | 1135-24-6 |
| Família | Derivados do ácido cinâmico |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Graus Comerciais Comuns | EP, Food Grade, USP |
O ácido ferúlico é um ácido cinâmico substituído por hidroxila e metoxi, classificável como um hidroxicinamato (um ácido carboxílico aromático insaturado). Estruturalmente é o ácido (E)-3-(4-hidroxi-3-metoxifenil)prop-2-enoico: um anel fenil para-hidroxi e meta-metoxi conjugado a uma cadeia lateral propenoica trans. O sistema conjugado aromático/vinílico e o grupo hidroxila fenólico conferem um sistema π deslocalizado e um cromóforo que absorve acima de 290 nm; o ácido carboxílico fornece um único próton ácido com acidez moderada para um ácido aromático. A molécula pode atuar como doadora de ligações de hidrogênio (OH fenólico e OH carboxílico) e aceita múltiplas ligações de hidrogênio (carbonila, oxigênio éter, oxigênio fenólico), promovendo associações intermoleculares e formação de sais.
O comportamento ácido-base é dominado pelo grupo carboxila: \(\mathrm{p}K_a = 4.58\), de modo que em pH neutro e fisiológico o ácido ferúlico predomina como o ânion desprotonado, aumentando a solubilidade aquosa e reduzindo a partição passiva na membrana em comparação com a forma neutra. Dados de log-partição indicam lipofilicidade moderada (log Kow ≈ 1,51, XLogP ≈ 1,5) e área polar superficial topológica (TPSA) de 66,8 Å^2, consistente com um perfil anfipático que confere boa solubilidade em solventes orgânicos polares e partição limitada em fases apolares. O sistema vinil-arílico conjugado e a unidade fenólica são suscetíveis à oxidação e reações fotoquímicas; entretanto, a molécula não possui funcionalidades éster hidrolisáveis ou heteroátomos ligados labéis que sofram hidrólise fácil em condições ambientais típicas.
O ácido ferúlico é amplamente encontrado na biomassa vegetal e é usado industrialmente como antioxidante e conservante; também é uma matéria-prima comum para conversões biocatalíticas em aromáticos de valor agregado (por exemplo, conversão em baunilha) e é empregado em aplicações alimentares, cosméticas e analíticas.
Graus comerciais comuns reportados para esta substância incluem: EP, Food Grade, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Não há valor experimental estabelecido disponível para esta propriedade no conjunto atual de dados.
Ponto de Fusão
Faixa de fusão reportada para o isômero trans predominante: 168 - 171 \(\,^\circ\mathrm{C}\). Uma forma cristalina ortorrômbica (agulhas formadas em água) foi reportada com ponto de fusão de 174 \(\,^\circ\mathrm{C}\).
Ponto de Ebulição
Não há valor experimental estabelecido disponível para esta propriedade no conjunto atual de dados.
Pressão de Vapor
Pressão de vapor reportada: \(0,00000269\,\mathrm{mmHg}\).
Ponto de Inflamação
Não há valor experimental estabelecido disponível para esta propriedade no conjunto atual de dados.
Propriedades Químicas
Solubilidade e Comportamento de Fase
O isômero trans é sólido (pó bege), enquanto o isômero cis é reportado como um líquido amarelo. O comportamento de solubilidade (forma trans) depende do solvente: solúvel em água quente, álcool e acetato de etila; moderadamente solúvel em éter dietílico; pouco solúvel em éter de petróleo e benzeno. O ácido carboxílico forma facilmente sais (ex.: ferulato de sódio), o que aumenta significativamente a solubilidade aquosa. O composto apresenta máximos de absorção UV em álcool próximos a 236 e 322 nm (forma trans) e cerca de 316 nm para a forma cis, consistente com o cromóforo cinamato conjugado.
Reatividade e Estabilidade
O ácido ferúlico é quimicamente estável em condições ambientais típicas, mas pode sofrer reações redox no sítio fenólico e na dupla ligação conjugada. O OH fenólico é um sítio para reações de conjugação (ex.: glucuronidação, sulfatação em sistemas biológicos) e o grupo metoxi pode ser desmetilado sob condições oxidativas ou enzimáticas. O cromóforo (absorção >290 nm) torna o composto suscetível à fotólise direta; moléculas na fase vapor reagem com radicais hidroxila atmosféricos em escala de tempo de ~horas. A hidrólise não é prevista como via significativa de degradação abiótica porque a molécula carece de grupos funcionais hidrolisáveis. No estado sólido, a molécula participa de múltiplos padrões de ligação por hidrogênio, incluindo interações C–H···O relatadas na rede cristalina, que influenciam o empacotamento cristalino e a estabilidade.
Dados Termodinâmicos
Entalpias Padrão e Capacidade Calorífica
Não há valor experimental estabelecido disponível para esta propriedade no conjunto atual de dados.
Parâmetros Moleculares
Peso Molecular e Fórmula
Fórmula molecular: C10H10O4.
Peso molecular: \(194,18\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
Massa exata/monoisotópica: 194,05790880.
Descritores computados adicionais: contagem de átomos pesados 14; carga formal 0; complexidade 224; contagem de átomos isotópicos 0.
SMILES: CO C1=C(C=CC(=C1)/C=C/C(=O)O)O
InChI: InChI=1S/C10H10O4/c1-14-9-6-7(2-4-8(9)11)3-5-10(12)13/h2-6,11H,1H3,(H,12,13)/b5-3+
InChIKey: KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N
(Não altere a formatação SMILES/InChI acima; são fornecidos como identificadores estruturais.)
LogP e Polaridade
Log Kow/logP reportados: log Kow = 1,51; XLogP = 1,5. Área polar superficial topológica (TPSA): 66,8. Número de doadores de ligação de hidrogênio = 2; número de aceptores de ligação de hidrogênio = 4; número de ligações rotativas = 3. Esses parâmetros indicam polaridade moderada com capacidade mantida para formação de ligações de hidrogênio; combinado com \(\mathrm{p}K_a = 4,58\), a forma aniônica em pH neutro aumenta a afinidade aquosa e reduz a partição lipofílica na membrana.
Características Estruturais
O ácido ferúlico é um derivado do ácido cinâmico configurado como (E), portando um padrão de substituição 4-hidroxi e 3-metoxi no anel aromático (motivo guaiacil). A configuração trans (E) na dupla ligação propenoica é o estado estereoquímico definido para a forma cristalina comum. A molécula suporta ressonância intramolecular entre o anel aromático e o sistema vinil-carboxílico conjugado, estabilizando o ânion carboxilato após desprotonação. Dados da estrutura cristalina reportam grupo espacial P 1 21/n 1 com parâmetros de célula unitária: a = 4,58870 Å, b = 16,7619 Å, c = 11,7853 Å; \(\alpha = 90^\circ\), \(\beta = 91,8520^\circ\), \(\gamma = 90^\circ\); Z = 4, Z' = 1; fator residual 0,045. Análises de densidade de carga e difração indicam múltiplos padrões intermoleculares de ligações por hidrogênio, incluindo interações trifurcadas C–H···O que contribuem para a robustez do empacotamento.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
CAS: 1135-24-6
Identificadores adicionais de registro e banco de dados (conforme reportado): números EC 214-490-0; 208-679-7; 805-535-0.
UNII: AVM951ZWST
ChEBI: CHEBI:193350
ChEMBL: CHEMBL32749
DrugBank: DB07767
KEGG: C01494
InChIKey: KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N
Sinônimos e Nomes Estruturais
Sinônimos comuns encontrados em listas de fornecedores e nomenclatura incluem: ácido ferúlico; ácido trans-ferúlico; ácido (E)-ferúlico; ácido 4-hidroxi-3-metoxicinâmico; ácido 3-(4-hidroxi-3-metoxifenil)acrílico; ácido coníferico; ácido (E)-3-(4-hidroxi-3-metoxifenil)prop-2-enoico; trans-4-hidroxi-3-metoxicinamato. Existem múltiplos sinônimos de depositantes e referências que refletem sais, isômeros e nomes de formulações.
Aplicações Industriais e Comerciais
Usos Representativos e Setores Industriais
O ácido ferúlico está amplamente distribuído em material vegetal e é usado industrialmente como antioxidante e conservante (notadamente para limitar a peroxidação lipídica em matrizes alimentares). Encontra aplicação em formulações alimentícias e de aromatizantes, produtos cosméticos e de cuidados pessoais como ingrediente antioxidante/antimicrobiano, e como padrão analítico de referência. Em contextos farmacêuticos e de medicina tradicional, o ferulato de sódio (o sal sódico) tem sido utilizado regionalmente como agente cardiovascular/cerebrovascular; derivados do ácido ferúlico também são investigados por suas propriedades antioxidantes e propriedades radioprotetoras. Adicionalmente, o ácido ferúlico é usado como matéria-prima aromática renovável e precursor em rotas sintéticas e biocatalíticas para aromáticos de maior valor agregado (por exemplo, conversão em vanilina) e é componente em algumas formulações de matriz para MALDI.
Papel na Síntese ou Formulações
O ácido ferúlico é produzido industrialmente a partir de fontes lignocelulósicas (por exemplo, bagaço de arroz) ou sinteticamente (por exemplo, por condensações do tipo Knoevenagel de derivados de vanilina e ácido malônico). Em transformações químicas e biocatalíticas, ele sofre reações típicas dos hidroxi-cinâmicos: descarboxilação não oxidativa, desmetilação O, redução da cadeia lateral e conjugação enzimática. Sua capacidade de formar sais solúveis em água (por exemplo, ferulato de sódio) é explorada em formulações para aumentar a compatibilidade aquosa. No desenvolvimento de formulações, sua capacidade antioxidante e o cromóforo absorvente de UV são os principais atributos funcionais.
Resumo de Segurança e Manuseio
Toxicidade Aguda e Ocupacional
O ácido ferúlico está associado à irritação da pele e dos olhos e pode causar irritação respiratória após exposição. Informações de classificação agregadas relatam declarações de perigo incluindo irritação da pele (H315), irritação ocular grave (H319) e irritação específica de órgão-alvo (respiratório) (H335); sensibilização cutânea (H317) também foi relatada em classificações notificadas. Trechos de toxicologia animal incluem efeitos no sistema nervoso central observados em estudos intraperitoneais de alta dose (efeitos observados em doses com valores de DL50 relatados como > \(350\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\) via administração intraperitoneal em camundongos). Rotas ocupacionais de exposição preocupantes são inalação de poeira/aerossol e contato dérmico. Para tratamento emergencial de exposição, aplicam-se medidas padrão de primeiros socorros (remover roupas contaminadas, lavar olhos e pele com água, levar para ambiente com ar fresco, procurar atendimento médico); não induzir vômito em caso de ingestão sem orientação profissional.
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.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
Manuseie o ácido ferúlico com controles de higiene industrial apropriados: utilize ventilação local exaustora para controlar poeira e aerossóis, e minimize o contato com pele e olhos usando luvas resistentes a produtos químicos e óculos de proteção contra respingos ou protetores faciais conforme adequado. Use proteção respiratória quando as concentrações no ar forem susceptíveis de exceder os limites ocupacionais de exposição ou em áreas com ventilação insuficiente. Armazene em local fresco, seco, bem ventilado, em recipientes bem fechados, protegido de agentes oxidantes fortes e da luz solar direta para limitar a fotodegradação; segregue de materiais incompatíveis conforme prática padrão de laboratório/indústria. Descarte resíduos de acordo com as exigências ambientais e regulatórias aplicáveis. 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.
