Ácido Pantotênico (79-83-4) Propriedades Físico-Químicas
Ácido Pantotênico
Vitamina B5 solúvel em água (ácido pantotênico) fornecida para uso como ingrediente ou matéria-prima em formulações nutricionais, farmacêuticas e cosméticas, além de aplicações em P&D e controle de qualidade.
| Número CAS | 79-83-4 |
| Família | Pantotenatos / Vitaminas e Derivados |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino (higroscópico) |
| Graus Comerciais | EP, FCC, Grau Alimentício, Grau Técnico |
O ácido pantotênico é uma pequena vitamina B solúvel em água (vitamina B5) pertencente à classe dos derivados N-acilados da beta-alanina. Estruturalmente, é a amida formada entre o ácido pantoico (um ácido 2,4-diidróxi-3,3-dimetilbutanoico terciário) e a beta-alanina; o enantiômero comercial e biologicamente ativo é o isômero R (D) e a molécula contém um centro estereogênico definido. Grupos funcionais chave são um ácido carboxílico terminal, uma ligação amídica e dois álcoois secundários em um carbono terciário altamente substituído. Essas funcionalidades polares conferem ao ácido livre uma alta capacidade de ligação por pontes de hidrogênio (quatro doadores e cinco aceitadores de H) e uma extensa área superficial polar topológica (\(107\,\text{Å}^2\)), que juntas promovem forte solubilidade aquosa e baixa lipofilicidade.
Eletronicamente e quimicamente, o ácido pantotênico é anfótero: o grupo carboxila pode desprotonar (formando o ânion pantotenato em condições fisiológicas), enquanto a amida e os hidroxilas permanecem majoritariamente neutros nas condições típicas. O coeficiente de partição calculado (XLogP = -1,1) e a alta área polar indicam baixa permeabilidade passiva à membrana e preferência pela captação mediada por transportadores nos sistemas biológicos. O ácido livre é quimicamente lábil: é higroscópico e sujeito a degradação sob condições fortemente ácidas ou básicas e pelo calor; formas sólidas mais estáveis são tipicamente obtidas como sais (ex.: pantotenato de cálcio ou sódio) ou como o derivado alcoólico pantenol para uso em formulações. Biologicamente, o ácido pantotênico é o precursor dietético das coenzimas A (CoA) e dos grupos prostéticos da proteína carregadora de acila, sendo assim central para a transferência acila, metabolismo energético e biossíntese de ácidos graxos.
Graus comerciais comuns relatados para essa substância incluem: EP, FCC, Grau Alimentício, Grau Técnico.
Propriedades Físico-Químicas Básicas
Densidade e Forma no Estado Sólido
Não há valor numérico experimentalmente estabelecido para densidade do ácido pantotênico disponível no contexto atual dos dados. Qualitativamente, o ácido pantotênico livre (forma de ácido livre) é descrito como um líquido/óleo viscoso e extremamente higroscópico (descrito em fontes como óleo viscoso amarelo ou líquido higroscópico viscoso) e pode ser isolado como cristais higroscópicos sob condições específicas. Formas comerciais sólidas e mais estáveis são tipicamente os sais de cálcio ou sódio (ex.: D-pantotenato de cálcio), que cristalizam em múltiplos polimorfos e solvatos; esses sais são menos higroscópicos que o ácido livre e são as formas sólidas preferidas para comprimidos e misturas secas.
Ponto de Fusão
Dados reportados de fusão/decomposição variam conforme a forma: - \(195\,^\circ\mathrm{C}\) (sal pantotenato de D-cálcio) - \(170\text{–}172\,^\circ\mathrm{C}\) (sal /Ca/) - < \(25\,^\circ\mathrm{C}\) (ácido livre; consistente com o ácido livre sendo viscoso à temperatura ambiente)
Algumas descrições indicam decomposição ao redor de \(195\text{–}196\,^\circ\mathrm{C}\) para certas preparações; portanto o ponto de fusão ou decomposição deve ser interpretado em relação ao sal/solvato específico ou à forma de ácido livre.
Solubilidade e Comportamento de Dissolução
Relatos de solubilidade são dependentes da forma e às vezes inconsistentes em dados históricos; valores representativos e comportamento qualitativo incluem: - Descrito como "Muito solúvel em água" e "Livremente solúvel em água"; um valor quantitativo reportado: \(1000.0\,\mathrm{mg}\,\mathrm{mL}^{-1}\). - Comportamento de solubilidade relatado em vários solventes (frequentemente referente a formas específicas): "Livremente solúvel em água, acetato de etila, dioxano, ácido acético glacial; moderadamente solúvel em éter, álcool amílico; praticamente insolúvel em benzeno, clorofórmio." - Nota específica sobre solubilidade: \(1\,\mathrm{g}\) dissolve-se em \(2.8\,\mathrm{mL}\) de água (reportado para uma forma salina). Na prática, o ácido livre e seus sais são altamente higroscópicos e dissolvem-se facilmente em meios aquosos; a escolha do sal (complexos de cálcio, sódio, zinco) influencia significativamente a estabilidade no estado sólido e a solubilidade aparente na prática de formulação.
Propriedades Químicas
Comportamento Ácido-Base e pKa Qualitativo
Não há valor numérico experimentalmente estabelecido para o pKa do ácido pantotênico disponível no contexto atual dos dados. Qualitativamente, a molécula é anfótera: o grupo carboxila terminal é ácido e desprotonará para formar o ânion pantotenato em pH neutro a básico, enquanto o nitrogênio da amida não é fortemente básico. Comportamento de pH reportado para formulações salinas inclui: pH de solução aquosa a 5% na faixa de 7,2–8,0 e pH em água isenta de CO2 reportado como 8,7 (relatado para preparações do sal de cálcio). Em meios fisiológicos, o ácido pantotênico existe predominantemente como o ânion pantotenato, que é o substrato para sistemas de captação celular e para conversão enzimática em CoA.
Reatividade e Estabilidade
O ácido pantotênico é quimicamente instável em condições fortemente ácidas ou básicas e é lábil ao calor; descrições indicam que é "instável … facilmente destruído por ácidos, bases, calor." O ácido livre é extremamente higroscópico, o que complica o manuseio e armazenamento; a decomposição por aquecimento pode liberar gases tóxicos (nota relatada indica emissão de óxidos de nitrogênio na decomposição). A conversão para formas mais estáveis (pantotenato de cálcio ou sódio, ou o álcool panthenol) é prática industrial padrão para melhorar a vida útil e manuseio. Em contextos de formulação, o panthenol (análoga alcoólica) é preferido para produtos líquidos devido à superior estabilidade; o pantotenato de cálcio demonstra estabilidade aprimorada em misturas secas e comprimidos multivitamínicos.
Parâmetros Moleculares
Peso Molecular e Fórmula
- Fórmula molecular: C9H17NO5
- Peso molecular (reportado): \(219.23\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Massa exata / Massa monoisotópica: 219.11067264
Descritores adicionais computados disponíveis para avaliações baseadas na estrutura incluem contagem de átomos pesados 15, complexidade 239 e um centro estereogênico definido.
LogP e Características Estruturais
- XLogP (computado): -1,1
- Área superficial polar topológica: \(107\,\text{Å}^2\)
- Doadores de ponte de hidrogênio: 4
- Receptores de ponte de hidrogênio: 5
- Contagem de ligações rotativas: 6
Esses parâmetros indicam uma molécula altamente polar, com capacidade de formação de pontes de hidrogênio e baixa lipofilicidade (XLogP negativo) e permeabilidade passiva limitada à membrana; o transporte biológico é, portanto, dominado por sistemas transportadores. O único centro estereogênico (configuração R para o isômero biologicamente ativo) é crucial para o reconhecimento enzimático.
Identificadores Estruturais (SMILES, InChI)
- SMILES: CC(C)(CO)C@HO
- InChI: InChI=1S/C9H17NO5/c1-9(2,5-11)7(14)8(15)10-4-3-6(12)13/h7,11,14H,3-5H2,1-2H3,(H,10,15)(H,12,13)/t7-/m0/s1
- InChIKey: GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N
Os três identificadores correspondem ao enantiômero R/D frequentemente relatado como o ácido pantotênico biologicamente ativo.
Identificadores e Sinônimos
Números e Códigos de Registro
- Número de Registro CAS: 79-83-4
- Número da Comunidade Europeia (EC): 201-229-0
- UNII: 19F5HK2737
- ChEBI: CHEBI:46905
- ChEMBL: CHEMBL1594
- DrugBank: DB01783
- HMDB: HMDB0000210
- KEGG: C00864 / D07413
- DSSTox Substance ID: DTXSID9023417
- Outros cruzamentos de vendedores e registros existem para sais e derivados (por exemplo, pantotenato de cálcio, pantotenato de sódio).
Sinônimos e Nomes Não Comerciais
Sinônimos comuns e nomes sistemáticos registrados para esta substância incluem: - Ácido pantotênico - Pantotenato - Vitamina B5 - Ácido D-pantotênico; ácido (R)-pantotênico - beta-Alanina, N-[(2R)-2,4-diidroxi-3,3-dimetil-1-oxobutil]- - Ácido 3-[[(2R)-2,4-diidroxi-3,3-dimetilbutanoil]amino]propanoico - Panthenol (análogo álcool; provitamina)
Esses sinônimos abrangem a nomenclatura para ácido livre, sais e derivados comumente usados em contextos industriais, nutricionais e farmacológicos.
Aplicações Industriais e Farmacêuticas
Papel como Ingrediente Ativo ou Intermediário
O ácido pantotênico e seus sais são amplamente utilizados como suplementos nutricionais e ingredientes farmacêuticos ativos em produtos multivitamínicos e em nutrição parenteral/enteral. O composto é o precursor dietético para a biossíntese de coenzima A e, portanto, essencial nas vias metabólicas; está incluído como ingrediente ativo em formulações para prevenir deficiências e é investigado em diversos contextos terapêuticos (cicatrização de feridas, usos dermatológicos, neuropatia periférica e estudos metabólicos). Na produção industrial, os sais mais estáveis de cálcio ou sódio servem como ingredientes a granel e intermediários para formulação em formas farmacêuticas sólidas.
Contextos de Formulação e Desenvolvimento
A prática de formulação explora a maior estabilidade e menor higroscopicidade de formas salinas (cálcio, sódio) em comparação com o ácido livre, e o panthenol é usado quando é necessária estabilidade em forma líquida. O pantotenato de cálcio é comumente usado em comprimidos e misturas secas devido à sua superior estabilidade. Formulações acabadas típicas incluem comprimidos orais (faixas relatadas de 10–545 mg para produtos de pantotenato de cálcio), soluções injetáveis de dexpanthenol para uso parenteral e formulações cosméticas onde ácido pantotênico/panthenol são usados como agentes condicionadores da pele e do cabelo.
Se for necessário um resumo conciso da aplicação além dessas generalidades, deve-se consultar a literatura técnica específica do produto ou registros de formulação.
Especificações e Categorias
Tipos Típicos de Categoria (Farmacêutica, Analítica, Técnica)
As categorias comercialmente disponíveis e conceitos de categoria para ácido pantotênico incluem grau farmacêutico (para uso medicinal), grau analítico (para padrões laboratoriais) e graus técnico/alimentício para suplementos dietéticos e fortificação alimentar. As categorias comerciais comuns relatadas para esta substância incluem: EP, FCC, Food Grade, Technical Grade.
Atributos Gerais de Qualidade (Descrição Qualitativa)
Atributos de qualidade controlados ou considerados durante a especificação incluem pureza óptica (conteúdo do enantiômero R/D), umidade/higroscopicidade (crítica devido à natureza altamente higroscópica), teor de solventes residuais para solvatos, forma polimórfica para sais cristalinos e ensaio/pureza por métodos analíticos adequados (CLAE, ensaios titulométricos ou microbiológicos). Para sais e fabricação da substância ativa, o controle de beta-alanina residual e precursores lactônicos, e a prevenção de racemização são considerações típicas de qualidade. Limites específicos de ensaio e critérios de impurezas são estabelecidos pela especificação de compra e requisitos regulatórios, não fornecidos aqui.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Perfil Toxicológico e Considerações de Exposição
O ácido pantotênico é geralmente considerado de baixa toxicidade em exposições típicas dietéticas e de suplementos, e não é classificado em muitos envios GHS (relatado como "Não Classificado" em notificações agregadas de fornecedores). Efeitos adversos em ingestões orais muito altas podem incluir desconforto gastrointestinal (diarreia) e, raramente, reações de hipersensibilidade. Valores relatados de toxicidade aguda não humana incluem: - DL50 (camundongo, intraperitoneal): \(1{,}443\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\) - DL50 (camundongo, subcutâneo): \(2{,}500\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\) - DL50 (rato, subcutâneo): \(3{,}500\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\)
Relatos clínicos e de casos indicam que reações de hipersensibilidade, incluindo rara pleuropericardite eosinofílica, foram associadas ao uso combinado de vitaminas em casos isolados. Doses suplementares elevadas (multi-gramas diários) podem causar efeitos gastrointestinais leves; um resumo indica sintomas potenciais em doses diárias muito grandes (da ordem de \(10{,}000\,\mathrm{mg}\) diários). Em ambientes industriais e laboratoriais, a exposição por inalação é improvável de ser significativa para ácidos/líquidos livres, mas poeiras ou aerossóis de formas salinas devem ser controlados. Irritação ocular e cutânea pode ocorrer em contato direto em indivíduos sensíveis.
Este composto é uma vitamina biologicamente ativa e será prontamente absorvido por mecanismos de transporte intestinal quando ingerido; a excreção é primariamente renal com pantotenato urinário proporcional à ingestão.
Diretrizes de Armazenamento e Manuseio
- Armazenar em recipientes bem fechados e à prova de umidade em local fresco e seco protegido de calor e ácidos ou bases fortes; o ácido livre e muitos sais são extremamente higroscópicos e absorverão água do ar.
- Usar equipamento de proteção individual apropriado (luvas, proteção ocular) para evitar contato com a pele e olhos; minimizar a geração de poeira no manuseio de sais sólidos.
- Evitar exposição a condições fortemente ácidas ou básicas e temperaturas elevadas para limitar a decomposição.
- Para transporte, limites de armazenamento e descarte, seguir a Ficha de Dados de Segurança (SDS) específica do produto e regulamentos locais aplicáveis; não presumir classificação regulatória uniforme entre jurisdições. Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (SDS) do produto e legislação local.
