Органичен синтез. Oбезвреждане на замърсители в почви и води; екологосъобразни инхибитори на корозията.
Конформационен анализ. Конформационна динамика на супрамолекулни функционални системи и големи пръстени с потенциални полезни приложения (модифицирани и големи циклодекстрини, циклодекстринови димери, псевдоротаксани, [2]-, [3]ротаксани и катенани).
Изчислителни изследвания на механизми и стереохимия на реакции. Молекулен дизайн на лекарствени и фотоелектронни материали. Биомолекулни и супрамолекулни комплекси и механизми.
Механизъм на реакции с пренос на протон в основно и възбудено състояние. Изотопен ефект. Влияние на разтворителя. Тавтомерия на органични съединения. Вътрешно- и междумолекулно водородно свързване. Теоретични изследвания на структурата и нелинейните оптични свойства на органични съединения: недотирани и дотирани спрегнати системи. Оптични и хирооптични свойства на хелицени. Изучаване на електронната структура на органични съединения с помощта на квантово-химични подходи и сходство. Квантово-химични изчисления на ЯМР параметри. Структура на координационни съединения. Фотопротектори.
Експериментална и теоретична хемометрика (инструментален фармацевтичен и хранителен анализ, спектроскопия в близката инфрачервена област).
