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噁二唑类化合物作为一类重要的氮氧杂环化合物,以其良好的生物活性,在农药研究领域占有极其重要的地位。因其具有较高的电子亲和势和较高的荧光量子效率,也是一类性能优良的电子传输材料和含能材料。3-硝基-5-胍基-1,2,4-噁二唑（NOG）及其衍生物性能优异,但NOG合成工艺复杂,产率只有6%,不能满足后续研究的需要。本文主要对NOG进行了优化工艺研究,确定了最佳工艺条件。论文取得的主要研究成果如下:1.通过分析AG的合成机理及实验探究,最终用溶解的Na2S2O8在氨水环境中氧化尿酸制备AG。采用正交实验对合成温度、反应时间、氨水和尿酸与Na2S2O8物质的量之比进行优化。得到了AG最佳合成工艺条件:尿酸16.8 g,氨水浓度14%,反应温度-5℃,Na2S2O8用量95.2 g,反应时间5h,AG收率从19.6%提高到80.86%。2.实验以AG为原料,探究催化剂、氧化剂、缓冲溶液、萃取方式、反应温度及反应时间对反应的影响。最终,选用NH3-NH4Cl为缓冲溶剂,使AG经DMDO氧化生成NOG。采用正交实验对物料配比,NH3-NH4Cl用量,反应温度及反应时间进行了优化。NOG最佳合成工艺条件为:AG=2.72 g,NH3-NH4Cl 280 m L,Oxone 140 g,反应温度-5℃,反应时间4 h,NOG收率从6%提高到77.78%。3.实验以NOG为原料,让其与HCl反应,获得了新型的3-硝基-5-胍基-1,2,4-噁二唑盐酸盐（NOGC）。并培养得到了NOGC的晶体,用X-射线单晶衍射仪表征了NOGC的晶体结构,为单斜晶系,密度为1.783 g cm–3。NOGC中存在大量氢键,且各原子几乎共平面,稳定性好。4.分别采用元素分析,红外光谱分析等方法对AG、NOG和NOGC的结构组成进行了表征。通过差热扫描量热分析（DSC）的方法对AG、NOG以及NOGC热分解性能进行了研究。结果显示,改进后的方法合成的AG的热分解为一个驼峰,这是晶体的二次分解造成的,说明此方法合成的AG较改进前具有更好的稳定性。NOGC的热分解温度为196.7℃,说明NOGC热稳定性良好。运用Kissinger法和Ozawa-Doyle法对AG和NOGC的热分解过程的非等温反应动力学进行了计算,求得反应活化能及指前因子,并列出了相应的Arrhenius方程。5.运用MS 5.0中的Dmol3模块,使用程序中BLYP方法优化了AG、NOG的几何构型,量化计算其电子结构,结果表明,AG和NOG均具有很好的稳定性。