O desenvolvimento de processos químicos é focado no desenvolvimento, aumento de escala e otimização de uma rota sintética química, levando a um processo de fabricação química seguro, reproduzível e econômico. Os estágios iniciais após a identificação de uma molécula-alvo são baseados em laboratório.
Os químicos se concentram em reconhecer rotas (por exemplo, investigando a melhor abordagem sintética) e definir o espaço de design do processo (por exemplo, estabelecendo condições do processo que garantam resultados consistentes e desejáveis). Os estágios posteriores se concentram no aumento de escala de um produto de alta qualidade e visam produzir quantidades maiores da molécula para fins adicionais (por exemplo, estudos clínicos ou testes químicos).
As atividades envolvidas no desenvolvimento de processos químicos e no aumento de escala são focadas no entendimento e no controle do processo com a meta de apoiar os objetivos de qualidade by design (QbD). As variáveis de processo que afetam os atributos essenciais de qualidade e o rendimento do produto são bem definidas, medidas e entendidas. Uma abordagem de projeto de experimentos (DoE) e tecnologia analítica de processos (PAT) é frequentemente usada para ajudar a atingir essas metas. O DoE ajuda a triar e identificar valores ideais dentro do espaço de reação, enquanto a PAT fornece uma forma de monitoramento contínuo ao longo de todo o processo de desenvolvimento químico.
Os esforços de aumento de escala abrangem uma série de atividades envolvidas na transição do laboratório à planta, incluindo a investigação de riscos potenciais do processo, entendimento da cinética e da termodinâmica da reação, identificação e caracterização de impurezas, estudos de mistura e transferência de massa, transferência de calor e estudos de remoção, bem como cristalização e controle de polimorfos.