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低价锆与不饱和的共轭分子底物反应时存在着丰富的配位模式和反应类型，通过调节底物的取代基、化学计量比、茂环的结构以及反应条件等，可以得到各种各样新颖有趣的有机锆杂环化合物或者双金属络合物。 基于本课题组的研究基础，我们选择了其中两类共轭分子，共轭双炔和氮杂1，3-二烯，来系统地研究他们在低价锆作用下所形成的锆杂环中间体的结构特征以及与各类亲电试剂的反应化学。 含大位阻硅取代基的共轭双炔与Negishi试剂的反应主要得到的是锆杂环戊三烯，该锆杂环中含有累积三烯结构，通过分子内双键与金属的配位作用使得该张力环可以稳定存在。但是目前对该锆杂环的反应性能仍缺乏系统与深入的研究。本论文首先对这类锆-（1，4-双硅基）共轭双炔络合物与多种亲电试剂的反应进行了研究，并在此基础上发展了一系列简单有效的反应方法学。 首先，我们考察了锆-(1，4-双硅基)共轭双炔络合物与α，β不饱和烯基酮的反应。我们发现该锆杂环在80℃可以与α，β不饱和烯基酮发生双羰基插入反应，而且不需要借助金属转移试剂。利用该反应可以以中等的收率选择性地生成顺式累积三烯醇类化合物。并且随反应的淬灭条件不同，可以得到不同的产物。即用饱和碳酸氢钠淬灭时，得到的是顺式累积三烯二醇;而用盐酸淬灭时，生成的顺式累积三烯二醇会进一步发生环化反应，从而得到环戊二烯衍生物。该反应对底物的适用性较好，当烯基末端的取代基为芳基时，无论芳环上含吸电子或供电子取代基均可有效参与反应，而为烷基时则收率较低。 其次，我们探讨了锆-（1，4-双硅基）共轭双炔络合物与芳基甲酰腈类化合物的反应。该方法能以中等收率选择性地生成稳定的锆杂氮杂环戊烯。在详细分析产物的X-射线单晶衍射结果的基础上，现产物的结构可以用氮杂锆杂五元环与氧杂锆杂七元环的共振形式所表示。其中，氮上的孤对电子可以很好地离域到羰基的π轨道上。该结构中的O-C-N双齿配体的配位作用使锆中心满足18电子构型，故较为稳定，可以在空气中存放。该锆杂环在盐酸气体作用下可以去金属化生成吡啶并异噁唑类衍生物。我们也对锆-（1，4-双硅基）共轭双炔络合物与氨基甲酰腈的反应进行了研究。该方法能以中等收率选择性地生成稳定的含苯并二氮杂卓结构的氮杂锆杂环戊烯。底物适用性也很好，芳环上含吸电子或是供电子的氨基甲酰腈均能反应。该氮杂锆杂环戊烯经HCl·Et2O溶液淬灭后，可以去金属化得到苯并二氮杂卓类衍生物。因此该方法为具有潜在生物活性的苯并二氮杂卓类衍生物的合成提供了简捷有效的方法。当以二苯基共轭双炔为底物时，需先制备锆-（二苯双炔）三甲基膦络合物。该络合物与芳基甲酰腈反应时，也能得到相应的氮杂锆杂环戊烯，但是收率较低。与氨基甲酰腈反应时，能以中等收率得到相应的含苯并二氮杂卓结构的氮杂锆杂环戊烯。我们也研究了二苯单炔在低价锆作用下与芳基甲酰腈以及氨基甲酰腈的反应情况，发现均能以中等到优秀的收率得到相应的氮杂锆杂环戊烯。 接下来我们对锆-(1，4-双硅基)共轭双炔络合物与烯基双腈的反应展开了研究，发现该反应具有良好的化学和立体选择性。当反应体系中不加入CuCl时，共轭双炔能与三分子的烯基双腈反应高立体选择性地得到含多取代1，8-萘啶结构的氮杂锆杂环戊烯。该络合物对水和空气非常稳定，可以方便地通过硅胶柱层析分离纯化而得到。该络合物在碘的作用下可以去金属化得到含1，8萘啶结构的烯基碘衍生物。同时我们发现，若是在共轭双炔与烯基双腈的反应体系中加入CuCl作为金属转移试剂，则能高立体选择性地得到环戊二烯并多氢吡啶衍生物。 氮杂-1，3-二烯在Negishi试剂作用下能够形成氮杂锆杂环戊烯络合物，但是目前大多研究工作集中于络合物的分离鉴定与晶体表征方面，而对该锆杂环的反应性能仍缺乏系统与深入的研究。 本论文对低价锆促进的氮杂1，3-双烯与腈的反应进行了研究，发现该反应具有良好的区域和化学选择性。当以1，4或1，2，4-取代的氮杂双烯作为底物时，与腈反应得到氮上没有取代基的吡咯（N-H吡咯）;而以1，3，4-取代的氮杂双烯为底物时，则得到氮上含有取代基的吡咯。在反应机理研究中，通过对副产物的分离与表征，表明在N-H吡咯的形成中，发生了氮杂双烯上C=N双键的断裂，释放出一分子的胺。通过对偶联产物中间体双氮杂锆杂七元环的分离与表征，确定吡咯的形成是在水解以后所发生的。