Stability indicating HPLC method for the analysis of febuxostat and its oxidative degradation products

Ispitivanje stabilnosti lijeka predstavlja jedan od ključnih koraka kako u razvoju, tako i u izlasku formulacije na tržište. Febuksostat je ne-purinski inhibitor enzima ksantin oksidaze odobren 2009. godine u cilju poboljšanja i unaprjeđenja terapije gihta. Svrha ovog diplomskog rada je optimizirati uvjete kromatografske separacije febuksostata i njegova poznata tri onečišćenja korištenjem različitih gradijentnih programa te ispitati oksidativnu stabilnost korištenjem ubrzanog „stress“ ispitivanja s vodikovim peroksidom (H2O2), u cilju određivanja stabilnosti i uvjeta čuvanja febuksostata. U radu su ispitani različiti gradijentni programi mobilne faze u tekućinskoj kromatografiji koji će omogućiti istovremeno praćenje febuksostata i tri njegova poznata onečišćenja, febuksostat amid, febuksostat DEE i etil-febuksostat, kao i potencijalne razgradne produkte. Kako bi se pronašli optimalni oksidacijski uvjeti koji će razgraditi febuksostat 5-20 %, ispitani su koncentracija vodikovog peroksida kao oksidativnog sredstva (0,1-3,0 %), omjer vodikovog peroksida i otopine lijeka (1:10 do 10:1) te temperatura i vrijeme izloženosti oksidativnim uvjetima. Najbolji uvjeti oksidativne razgradnje febuksostata uključivali su 3% otopinu vodikovog peroksida, u omjeru 1:1, na sobnoj temperaturi u trajanju od 140 minuta. Pri ovim uvjetima febuksostat se razgradio na 91,5 % početne koncentracije, a formirano je ukupno 8 razgradnih produkata. Tekućinska kromatografija visoke djelotvornosti spregnuta s masenim spektrometrom (LC/MS) najprikladnija je tehnika za praćenje i karakterizaciju nastalih razgradnih produkata. Cilj daljnjih istraživanja bit će okarakterizirati njihove strukture primjenom vezanog sustava tekućinske kromatografije i masene spektrometrije.Drug stability study is one of the key steps of the formulation development, as well as its process of getting in the market. Febuksostat is a non-purine-selective xanthine oxidase inhibitor which was approved in 2009 with its main goal being an improvement of existing gout therapy. The purpose of this diploma thesis is gradient optimization for chromatographic separation of febuxostat and its three impurities to study the oxidative degradation using hydrogen peroxide (H2O2) „stress“ testing, while determining the stability of febuxostat. The different mobile phase gradient programs were tested in this thesis, to enable simultaneous monitoring of febuxostat, febuxostat-amide, febuxostat DEE and ethyl-febuxostat, so as potential degradation products. In order to find optimal oxidative conditions which will cause febuxostat degradation of 5-20 %, a hydrogen peroxide concentration, used as oxidation agent (0.1-3.0 %), a ratio of hydrogen peroxide and drug solution (1:10 to 10:1), temperature and time under oxidative conditions were examined. Best conditions for the oxidative degradation of febuxostat included 3 % hydrogen peroxide, in a ratio 1:1, at room temperature during 140 minutes. Under these conditions febuxostat has degraded to 91.5 % of his starting concentration, and there was formed a total of eight degradation products. High-pressure liquid chromatography combined with mass spectrometry (LC/MS) is the most suitable technique for monitoring and characterization in the stated conditions of febuxostat stability testing. The goal of future research will be structural characterization of the formed degradation product by using hyphenated LC-MS technique