Die chemische Prozessentwicklung konzentriert sich auf die Entwicklung, das Scale-up und die Optimierung eines chemischen Synthesewegs, der zu einem sicheren, reproduzierbaren und wirtschaftlichen chemischen Herstellungsprozess führt. Die ersten Schritte nach der Identifizierung eines Zielmoleküls sind laborbasiert.
Chemikerinnen und Chemiker konzentrieren sich auf das Scouting von Routen (z. B. die Untersuchung des besten synthetischen Ansatzes) 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 im Bereich der chemischen Prozessentwicklung und des Scale-ups konzentrieren sich auf das Prozessverständnis und die Prozesssteuerung mit dem Ziel, die Ziele der Quality by Design (QbD) zu unterstützen. Prozessvariablen, die sich auf kritische Qualitätsattribute und die Produktausbeute auswirken, sind klar definiert, gemessen und verstanden. Ein Design-of-Experiment-Ansatz (DoE) und eine Prozessanalysetechnologie (PAT) werden häufig verwendet, um diese Ziele zu erreichen. DoE hilft dabei, optimale Werte innerhalb des Reaktionsraums zu screenen und zu identifizieren, während PAT ein Mittel zur kontinuierlichen Überwachung des gesamten chemischen Entwicklungsprozesses bietet.
Die Scale-up-Bemühungen umfassen eine Reihe von Aktivitäten, die mit dem Übergang vom Labor zur Anlage verbunden sind, einschließlich der Untersuchung potenzieller Prozessgefahren, des Verständnisses der Reaktionskinetik und Thermodynamik, der Identifizierung und Charakterisierung von Verunreinigungen, Misch- und Stofftransferstudien, Wärmeübertragungs- und Entfernungsstudien sowie der Kristallisations- und Polymorphkontrolle.
