Die chemische Prozessentwicklung konzentrierte sich auf die Entwicklung, das Scale-up und die Optimierung eines chemischen Syntheseweges, was zu einem sicheren, reproduzierbaren und wirtschaftlichen chemischen Herstellungsprozess führt. Die ersten Schritte nach der Identifizierung eines Zielmoleküls erfolgen im Labor.
Chemiker konzentrieren sich auf das Routen-Scouting (z. B. die Untersuchung des besten Syntheseansatzes) und die Definition des Prozessdesignraums (z. B. die Festlegung von Prozessbedingungen, die konsistente, wünschenswerte Ergebnisse gewährleisten). Spätere Phasen konzentrieren sich auf das Scale-up eines hochwertigen Produkts und zielen darauf ab, grössere Mengen des Moleküls für zusätzliche Zwecke (z. B. klinische Studien oder chemische Tests) herzustellen.
Die Aktivitäten zur chemischen Prozessentwicklung und zum Scale-up konzentrieren sich auf das Verständnis und die Kontrolle von Prozessen mit der Absicht, die Ziele des Quality by Design (QbD) zu unterstützen. Die Prozessvariablen, die sich auf kritische Qualitätsmerkmale und die Produktausbeute auswirken, sind genau definiert, gemessen und verstanden. Um diese Ziele zu erreichen, werden häufig ein DoE-Ansatz (Design of Experiment) und eine PAT (Process Analytical Technology) eingesetzt. DoE hilft beim Screening und Identifizieren optimaler Werte innerhalb des Reaktionsraums, während PAT eine Möglichkeit zur kontinuierlichen Überwachung des gesamten chemischen Entwicklungsprozesses bietet.
Die Scale-up-Bemühungen umfassen eine Reihe von Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Übergang vom Labor zur Anlage, darunter die Untersuchung potenzieller Prozessgefahren, das Verständnis von Reaktionskinetik und Thermodynamik, Identifizierung und Charakterisierung von Verunreinigungen, Mischen und Stoffaustausch Studien, Wärmeübertragung und Abtragsstudien sowie Kristallisation und Polymorphiekontrolle.
