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金属有机试剂在合成化学的发展中起着重要的作用，因此，新型金属有机试剂的制备及其反应性研究一直是金属有机化学和有机合成化学的重要领域之一。对于新试剂而言，制备方法、结构表征、新反应的开发和机理研究是彼此联系、相互促进的。由于结构决定性质，所以对新试剂的结构研究是至关重要的；反应活性中间体的分离、结构表征虽然存在很大的挑战，但可以为反应机理的研究提供直接的证据。由于协同效应，我们研究发展的含丁二烯骨架的新型有机锂试剂和CO、CO2、腈、醛、酮等化合物反应时表现出不同于传统有机锂试剂的特殊反应性。虽然发现了一些有意思的反应，但是我们对反应的中间过程还不十分清楚。本博士论文研究了非官能团化的负离子双锂试剂、单锂试剂与CO反应生成羰基化合物的反应历程，进一步研究了反应中间体(具有更重要应用价值的官能团化的环状负离子)在合成有机分子和金属有机化合物方面的应用；系统研究了1-锂-4-芳基1，3-丁二烯衍生物的负离子环化去芳香化反应。主要结果如下：
1.系统研究了二锂试剂与CO的反应过程及中间体的应用。a)成功地分离了多种1，4-二锂-1，3-丁二烯衍生物，并对它们进行了单晶结构的确证。研究发现：四个烷基取代的二锂以三聚体形式存在，这是目前为止第一例双锂三聚体结构，TMS取代的二锂试剂以二聚体形式存在，通过二锂和配体(-)-Sparteine的相互作用，二锂的二聚体被解聚为单体；b)通过所分离的二锂与一氧化碳的反应，高产率地得到了官能团化的环状双负离子(CpLi)OLi，并获得了该类活性化合物的单晶结构；c)进一步研究表明官能团化的环状双负离子有着丰富的反应化学：它们可以与亲电试剂反应生成在合成上有重要意义的环状酮、酯或者稳定烯醇的衍生物，还可以与NiCl2(dppe)经转金属和LiCl脱除过程生成环戊二烯酮与零价镍的配合物。
2.系统研究了1-锂-1，3-丁二烯衍生物、CO以及酰氯的多步反应。1-锂-1，3-丁二烯衍生物与CO首先发生羰基插入/分子内酰锂化反应生成活性中间体，该中间体与酰氯的反应可以选择性的合成有重要用途的环状的二酮衍生物或酯衍生物；利用氘代实验和3-环戊烯酮的“LDA拔氢”/亲电试剂淬灭实验对反应的机理做了进一步研究。
3.系统研究了1-锂-4-芳基1，3-丁二烯衍生物的负离子环化去芳香化反应。在较低温度下，1-锂-4-萘基1，3-丁二烯衍生物和1-锂-4-苯基1，3-丁二烯衍生物可以发生高选择性的ipso形式的负离子环化去芳香化反应，生成含螺环结构的活性中间体；它们与多种亲电试剂反应生成螺环化合物。对于1-锂-4-萘基1，3-丁二烯衍生物，当升高反应的温度时，螺环结构的活性中间体经过[1，2]烷基迁移/重芳构化过程生成菲衍生物。