Laagmoleculaire verbindingen zijn een voortdurende bron van innovatie in de chemische industrie. Het zijn centrale spelers in twee sectoren met een enorme impact op gezondheid en welzijn: de geneesmiddelenontwikkeling en de agrochemie. Deze industrieën zijn gebouwd rond de mogelijkheid om systematisch nieuwe moleculen te ontwerpen die ook nieuwe eigenschappen kunnen hebben. Het huidig ontwerpmodel kan samengevat worden als een tweestapsproces: i) vind een generieke verbinding met interessante eigenschappen; ii) decoreer deze met diverse functionaliteiten en groepen om tot betere eigenschappen te komen. Deze robuste methode heeft een enorme economische meerwaarde opgeleverd, en heeft ook miljoenen levens gered. De moderne praktijk van het moleculair ontwerp, ook de exploratie van de ‘chemische ruimte’ genoemd, staat de laatste decennia onder druk. De innovatie stagneert deels door de beperkte diversiteit van nieuwe verbindingen die onderzocht worden. De oververtegenwoordiging van sp2-rijke ‘vlakke’ heterocyclische verbindingen is mogelijk een slechte ‘match’ voor de ingewikkelde 3D-structuren van de doeleiwitten. Dit project zal nieuwe synthetische ‘tools’ ontwikkelen die toelaten om vlakke heterocyclische verbindingen, de courante leden van moderne bibliotheken, om te zetten in welomschreven 3D-verbindingen, door doelgericht onverzadigde bindingen te gaan decoreren met een kleine ringfusie. Daarvoor zullen nieuwe cycloaddities onderzocht worden op basis van thioniumionen.