在化石资源日益紧缺的背景下,可再生资源受到全世界的广泛关注。通过对秸秆进行化学处理可获得低成本、高实用性的呋喃。呋喃可作为传统化工原料的替代品,通过聚合、氢化或氧化等反应合成高分子材料、有机合成中间体以及精细化学品等,从而为天然产物、药物中间体的合成提供了更加便利的途径。因此发展呋喃及其衍生物的绿色经济合成和高选择性化学转化具有重要的意义。Achmatowicz重排反应可以将呋喃转化为二氢吡喃酮和哌啶酮类化合物。所得到的二氢吡喃骨架可进一步转化为四氢吡喃、螺环缩酮以及并环、桥环等结构。这些结构在天然产物的全合成中表现尤为突出,往往通过简单的化学转化可以高效合成天然产物的母核,达到简化全合成路线的目的。Achmatowicz重排反应发展至今,虽然酶催化、电化学氧化、金属催化氧化和光氧化等方法被相继报道,但是依旧存在着不足,例如反应条件苛刻、催化剂毒性高、原子利用率低以及对底物官能团兼容性不够等缺点,限制了它更为广泛的应用。因此发展一种新型的绿色催化体系来实现Achmatowicz重排反应尤为重要。本文发展了一种锰催化的Achmatowicz重排反应,使用绿色环保的H2O2作为化学当量的氧化剂,糠醇或者呋喃甲胺能够在空气氛围中成功转化为一系列复杂的二氢吡喃酮和哌啶酮。溶剂效应在反应中起到重要作用。糠醇在丙酮中快速反应得到吡喃酮;呋喃甲胺使用六氟异丙醇为溶剂时可得到哌啶酮,若使用丙酮为溶剂时则得到开环产物γ-羰基烯酮。该反应具有良好的底物适应性,含有双键、三键、醚、缩醛、缩酮、硅醚以及卤素的底物都能以较好的产率生成目标产物。之后,我们又通过[5+2]环加成、Kishi还原和Fefinga-O’Doherty O-糖苷化反应将获得的吡喃酮产物衍生化。并且通过H218O对反应机理进行了探究。该方法相比于使用m-CPBA、t-BuOOH等氧化剂而言,具有原子利用率高、底物普适性广且条件温和、操作简单等优点。