本发明公开了一类以水为介质合成的多环杂环类化合物，属于化学合成技术领域，具有如通式(Ⅰ)所示的结构：(I)通式(Ⅰ)中，X选自O、S、N‑R，Y选自H、CH2、OCH2、(CH2)2、(CH2)3，Ar选自烷基或卤素或芳基取代的苯环、呋喃环、噻吩环，R1选自H、烷基、卤素、芳基；本发明以各种取代的二氰基烯烃合成子与各种取代的2‑硝基杂芳烃或3‑硝基杂芳烃为原料，在水为介质的条件下发生碱促进的[4+2]插烯环化反应；该类化合物对药物的筛选和制药行业具有重要的应用价值；且在光致发光材料中的应用也有重要价值；本发明操作简单易行，原料便宜易得，在水为介质条件下进行，对环境友好，也具有较好的空气稳定性，适用性广，对于各种取代基都有很好的兼容性。