Investigation of Enalapril Maleate Hydrolysis Kinetics in Extemporaneous Solution Using Infrared Spectroscopy (FTIR)
Date
2026-01-14
Authors
Aya Ameen Ali Halabiya
آية أمين علي حلبية
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds Univeersity
Abstract
This study investigates the hydrolytic stability and degradation kinetics of enalapril maleate in extemporaneous oral liquid formulations, focusing on the stabilizing effect of propylene glycol and the application of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) as a rapid analytical tool. Enalapril maleate, a commonly used ACE inhibitor, demonstrates chemical instability in aqueous media, resulting in rapid hydrolysis to enalaprilat and, under specific conditions, cyclization to diketopiperazine (DKP).
Calibration curves indicated excellent linearity for both FTIR (R² > 0.99) and HPLC (R² > 0.999). Under alkaline conditions (0.1 M NaOH), water based solutions degraded within 60 minutes. In contrast, the presence of 10% propylene glycol allowed for the detection of the enalapril maleate peak signal, with approximately 103% recovery by HPLC at the 60-minute mark.
Homogeneity testing revealed significant stratification in water based suspensions, where the upper layer lacked detectable drug (0%), while the lower layer contained approximately 12.5% (FTIR), with HPLC confirming variability (upper 84.64%, central 109.03%, lower 129.5%). In contrast, PG-based suspensions, and PG + syrup formulations demonstrated uniform concentrations, even when samples were obtained exclusively from the upper layer, the practical site of dose withdrawal for patients. FTIR indicated approximately 100% drug content for PG (upper: 100%, lower: 101.7%), while HPLC confirmed nearly complete uniformity (upper PG: ~98.9%; upper PG + syrup: ~95.5%). This indicates that propylene glycol ensures dose consistency at the clinically relevant point of administration, unlike water based systems that risk sub-therapeutic dosing.
FTIR effectively monitored the disappearance of the ester carbonyl band at 1741 cm⁻¹, yielding degradation profiles consistent with HPLC results. This validates FTIR as a rapid, cost-effective screening method, while HPLC remains the confirmatory reference method.
In conclusion, this research demonstrates that enalapril maleate is physiochemically unstable in aqueous extemporaneous formulations. Propylene glycol significantly enhances stability and ensures homogeneity, establishing it as a practical stabilizer. The validated application of FTIR in conjunction with HPLC provides a robust analytical framework for improving the safety, efficacy, and reliability of extemporaneous enalapril suspensions.
تبحث هذه الدراسة الاستقرار التحللي والحركية الانحلالية لمركب إنالابريل ماليات في المستحضرات الفموية السائلة المحضرة آنياً، مع التركيز على الدور المثبت للبروبيلين جلايكول، وتطبيق تقنية التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) كأداة تحليلية سريعة. يُعتبر إنالابريل ماليات، وهو أحد مثبطات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين (ACE) واسعة الاستخدام، مركباً غير مستقر كيميائياً في الأوساط المائية، حيث يتعرض لتحلل مائي سريع إلى إنالابريلات، وقد يخضع في ظروف معينة لعملية تَحلُّق داخلية تؤدي إلى تكوين ثنائي كيتوبيبيرازين (DKP). أظهرت منحنيات المعايرة خطية ممتازة لكل من FTIR (R² > 0.99) وHPLC (R² > 0.999). وتحت ظروف الإجهاد القلوي (0.1 (M NaOH ، أظهرت المحاليل المائية فقداناً كاملاً للمركب خلال 60 دقيقة. وعلى النقيض، أدى وجود 10% من البروبيلين جلايكول إلى الحفاظ على الإشارة الطيفية لإنالابريل ماليات، مع استرداد يقارب 103% بواسطة HPLC عند الدقيقة 60. كشفت اختبارات التجانس عن حدوث تدرج كبير في المستحضرات المائية فقط، حيث لم تظهر الطبقة العلوية محتوى دوائيا قابلا للكشف (%0)، بينما احتوت الطبقة السفلية على نحو %) 12.5 FTIR (، وأكدت نتائج HPLC التفاوت الكبير )الطبقة العلوية 84.64%، الوسطى 109.03%، والسفلية 129.5%). في المقابل، أظهرت المستحضرات المحتوية على البروبيلين جلايكول (PG) أو البروبيلين جلايكول مع الشراب تجانساً واضحاً، حتى عند أخذ العينات من الطبقة العلوية، وهي الموقع العملي لسحب الجرعات من قبل المرضى. حيث بيّن FTIR محتوى دوائي يقارب 100% (الطبقة العلوية 100%، السفلية 101.7%)، بينما أكّد HPLC درجة عالية من التجانس (الطبقة العلوية مع PG: ~98.9%، ومع + PG شراب: ~95.5(%. وتشير هذه النتائج إلى أن البروبيلين جلايكول يضمن ثبات الجرعة خلال الاستخدام السريري، على عكس المستحضرات المائية التي قد تؤدي إلى جرعات غير علاجية. أثبت FTIR كفاءته في تتبع اختفاء حزمة الكربونيل للإستر عند 1741 سم⁻¹، مقدماً ملفات انحلال متوافقة مع نتائج HPLC، مما يعزز اعتماده كأداة فحص سريعة وفعّالة من حيث التكلفة، بينما يبقى HPLC المرجع الذهبي التأكيدي. خلصت الدراسة إلى أن إنالابريل ماليات غير مستقر كيميائياً وفيزيائياً في المستحضرات المائية المحضرة آنياً، وأن إضافة البروبيلين جلايكول تؤدي إلى تحسين ملحوظ في الاستقرار والتجانس، مما يرسّخ مكانته كمثبت عملي. كما أن التحقق من جدوى استخدام FTIR بالتوازي مع HPLC يوفر إطاراً تحليلياً متيناً يعزز سلامة وفعالية وموثوقية المستحضرات الدوائية المحضرة آنياً المحتوية على إنالابريل. FTIR-ATR، HPLC، التحلل المائي، بروبيلين جلايكول، حركية التحلل.
تبحث هذه الدراسة الاستقرار التحللي والحركية الانحلالية لمركب إنالابريل ماليات في المستحضرات الفموية السائلة المحضرة آنياً، مع التركيز على الدور المثبت للبروبيلين جلايكول، وتطبيق تقنية التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) كأداة تحليلية سريعة. يُعتبر إنالابريل ماليات، وهو أحد مثبطات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين (ACE) واسعة الاستخدام، مركباً غير مستقر كيميائياً في الأوساط المائية، حيث يتعرض لتحلل مائي سريع إلى إنالابريلات، وقد يخضع في ظروف معينة لعملية تَحلُّق داخلية تؤدي إلى تكوين ثنائي كيتوبيبيرازين (DKP). أظهرت منحنيات المعايرة خطية ممتازة لكل من FTIR (R² > 0.99) وHPLC (R² > 0.999). وتحت ظروف الإجهاد القلوي (0.1 (M NaOH ، أظهرت المحاليل المائية فقداناً كاملاً للمركب خلال 60 دقيقة. وعلى النقيض، أدى وجود 10% من البروبيلين جلايكول إلى الحفاظ على الإشارة الطيفية لإنالابريل ماليات، مع استرداد يقارب 103% بواسطة HPLC عند الدقيقة 60. كشفت اختبارات التجانس عن حدوث تدرج كبير في المستحضرات المائية فقط، حيث لم تظهر الطبقة العلوية محتوى دوائيا قابلا للكشف (%0)، بينما احتوت الطبقة السفلية على نحو %) 12.5 FTIR (، وأكدت نتائج HPLC التفاوت الكبير )الطبقة العلوية 84.64%، الوسطى 109.03%، والسفلية 129.5%). في المقابل، أظهرت المستحضرات المحتوية على البروبيلين جلايكول (PG) أو البروبيلين جلايكول مع الشراب تجانساً واضحاً، حتى عند أخذ العينات من الطبقة العلوية، وهي الموقع العملي لسحب الجرعات من قبل المرضى. حيث بيّن FTIR محتوى دوائي يقارب 100% (الطبقة العلوية 100%، السفلية 101.7%)، بينما أكّد HPLC درجة عالية من التجانس (الطبقة العلوية مع PG: ~98.9%، ومع + PG شراب: ~95.5(%. وتشير هذه النتائج إلى أن البروبيلين جلايكول يضمن ثبات الجرعة خلال الاستخدام السريري، على عكس المستحضرات المائية التي قد تؤدي إلى جرعات غير علاجية. أثبت FTIR كفاءته في تتبع اختفاء حزمة الكربونيل للإستر عند 1741 سم⁻¹، مقدماً ملفات انحلال متوافقة مع نتائج HPLC، مما يعزز اعتماده كأداة فحص سريعة وفعّالة من حيث التكلفة، بينما يبقى HPLC المرجع الذهبي التأكيدي. خلصت الدراسة إلى أن إنالابريل ماليات غير مستقر كيميائياً وفيزيائياً في المستحضرات المائية المحضرة آنياً، وأن إضافة البروبيلين جلايكول تؤدي إلى تحسين ملحوظ في الاستقرار والتجانس، مما يرسّخ مكانته كمثبت عملي. كما أن التحقق من جدوى استخدام FTIR بالتوازي مع HPLC يوفر إطاراً تحليلياً متيناً يعزز سلامة وفعالية وموثوقية المستحضرات الدوائية المحضرة آنياً المحتوية على إنالابريل. FTIR-ATR، HPLC، التحلل المائي، بروبيلين جلايكول، حركية التحلل.