Синтез селенорганических соединений, и особенно соответствующих гетероциклов, является предметом интенсивных исследований. В настоящее время известно множество таких соединений, демонстрирующих противомикробную, биоцидную, противовоспалительную, антиоксидантную и антирадикальную активность. В материаловедении актуальным направлением является использование селен-содержащих гетероциклов при разработке органических проводников, полупроводников, электропроводящих материалов и парамагнетиков. Доктором химических наук А. В. Мартыновым подготовлен обзор известных способов синтеза различных насыщенных, ненасыщенных и гетероароматических селеноциклов, содержащих связи C–Se, N–Se, B–Se, Ge–Se и P–Se.

Сотрудниками группы д.х.н. А.В. Иванова разработан подход к синтезу нового семейства гетероциклов - пентациклических ансамблей на основе тетразина, пиразина и пиррола. Метод основан на взаимодействии доступных N-алленилпиррол-2-карбальдегидов и гидразинов, и позволяет получать разнообразно замещенные продукты. Образующиеся тетрагидродипирролодипиразинотетразины показали уникальную чувствительность к pH раствора. В присутствии кислот они расщепляются с образованием солей N-аминопирролопиразиния, которые способны димеризоваться обратно под действием оснований. Оба превращения протекают с количественными выходами.
Дипиррометаны находят широкое применение в качестве строительных блоков при создании порфириновых структур, их макроциклических аналогов, красителей BODIPY и мономеров для функциональных полимеров. В связи с важностью дипиррометанов было разработано множество стратегий их синтеза, большинство из которых включает конденсацию пиррола или его производных с альдегидами или кетонами. При этом в литературе описаны в основном α,α'-связанные дипиррометаны, тогда как β,β'-аналоги встречаются крайне редко. Кроме того, дипиррометаны, несущие высокореакционноспособные и фармакофорные заместители, практически неизвестны.

Сотрудниками группы д.х.н. Ксении Беляевой открыт новый тип нуклеофильного ароматического замещения водорода. Показано, что эта реакциях в случае хинолинов и  доступных ацилэтинилпирролов протекает без использования галоген-содержащих реагентов и катализаторов и приводит к стереоселективному образованию 2-(Е-2-ацилэтенилпирролил)хинолинов с выходами до 78%.
Фтор-замещенные гетероциклические соединения востребованы в медицинской химии. Сотрудниками Лаборатории галогенорганических соединений разработан простой подход к получению 5-(трифторацетил)имидазолов. Сборка пятичленного гетероцикла происходит через каскадную последовательность нуклеофильное присоединение – внутримолекулярное нуклеофильное замещение – ароматизация (окисление). Реакция также может перенаправлена в сторону получения трифторметил-замещенных пиримидинов.

В 2011 году доктор химических наук А.Ю. Рулев систематизировал результаты по использованию аза-реакции Михаэля в органическом синтезе в журнале "Успехи химии". Этот обзор стал одной из самых цитируемых работ сотрудников нашего института (упомянут в более чем 150 статьях).

Старшим научным сотрудником Дмитрием Шабалиным совместно с коллегой из ИТМО (Санкт-Петербург) были изучены фотофизические свойства новых солей пирроло[2,1-а]изохинолиния, полученных по реакции аннелирования алкинов 2H- и 3H-пирролов в присутствии комплекса родия. Полученные соединения показали эффективную люминесценцию как в растворах, так и в твердом состоянии, что делает их перспективными для использования в светоизлучающих устройствах и для биовизуализации.

Комбинирование двух или более переключаемых светом фрагментов в одной молекуле приводит к гибридным соединениям, управление селективностью фотохимических реакций которых является интересной фундаментальной задачей. В работе сотрудников совместной лаборатории ИрИХ СО РАН и Иркутского Политеха изучен новый способ контроля селективности мультифотохромов путем изменения полярности среды, в которой происходит облучение светом. С помощью ЯМР спектроскопии показано, что флуоресцентный диарилэтен с дополнительным арилиденовым фрагментом претерпевает преимущественно E-/Z-изомеризации в полярных растворителях , тогда как в неполярных средах под действием света идет обычная реакция 6π-электроциклизации.