De chemische synthese van biomoleculen, zoals kunstmest, hormonen en vitamines, heeft het leven van talloze individuen verbeterd. Een subtielere, maar zelfs nog grotere impact komt voort uit het vermogen om biomoleculen opzettelijk te veranderen, zodat biologische systemen bestudeerd en beheerst kunnen worden. Gericht vervangen van atomen binnen een biomolecule kan opmerkelijke effecten op de biologische functie hebben. Deze moleculaire fijnregeling is niet alleen cruciaal op een fundamenteel exploratief niveau, bijv. voor het ophelderen van celbiologische processen, maar het is ook een cruciaal proces voor de moderne geneesmiddelenontwikkeling, waar zulke substituties het verschil kunnen maken tussen een waardevol nieuw geneesmiddel en een zeer kostelijke mislukking. De klassieke substitutiereacties voor het verbeteren van biologisch actieve moleculen zijn functionele groepstransformaties. Meer recent hebben zogenaamde ‘late stage’ functionalisaties, zoals CH-activering, veel aandacht gekregen in strategisch basisonderzoek. In dit project zullen we streven naar een nog ambitieuzer type transformatie, waarbij skeletale koolstofatomen, gebonden aan twee andere koolstoffen binnen een cyclische verbinding, kunnen worden vervangen door een stikstofatoom. Een stapsgewijze ontwikkeling wordt voorgesteld uitgaande van expertise in cycloaddities en nitreen-type reagentia, gericht op het annuleren van ringsystemen met een extra stikstofatoom, gevolgd door uitstoot van een koolstof.