硝化反应作为一个重要的有机反应,在理论研究与实际生产生活中都具有重要意义,而芳烃及氮杂环化合物的硝化反应更是在火炸药及含能材料的生产制备中占有举足轻重的地位。本论文选取了三种在火炸药和含能材料领域中具有重要研究和应用价值的硝化底物：邻硝基甲苯、咪唑和2,6-二甲氧基吡嗪,并分别对其进行了硝化反应研究。(1)在不同硝化体系下对邻硝基甲苯进行了选择性硝化研究,通过考察硫酸用量、反应温度、反应时间等因素,确定了最佳工艺条件：选用20%发烟硫酸-硝酸钾体系,底物用量0.1mol,硝酸钾过量5%,20%发烟硫酸用量为50mL,反应温度10℃,反应时间2h,在此条件下产品中对位异构体2,4-DNT含量达到73.86%,p/o值达到2.83。(2)以咪唑为底物,经三步硝化、重排和成盐共五步反应得到2,4,5-三硝基咪唑胍盐。通过考察不同硝化体系、混酸配比、反应温度、反应时间等因素,分别确定了各步反应的最佳工艺条件,在各步反应最佳工艺条件的基础上2,4,5-三硝基咪唑胍盐的总产率达到了36.5%。(3)以2,6-二甲氧基吡嗪为底物硝化制备2,6-二甲氧基-3,5-二硝基吡嗪,通过考察不同硝化体系、混酸配比、反应温度、反应时间等因素,确定了最佳工艺条件：选用20%发烟硫酸-硝酸钾体系,底物用量为0.05mol,硝酸钾过量100%,硝酸钾与20%发烟硫酸摩尔比为2：7,反应温度25℃,反应时间3h,在此条件下2,6-二甲氧基-3,5-硝基吡嗪的产率达到67.8%。