芳烃硝化在有机化学中占据重要的地位,因为其硝基化产物是重要的有机中间体和化工原料。铜、铁、锌、铝、铋等金属硝酸盐作为绿色硝化试剂的研究已经有报道,但有关水杨酸酯与金属硝酸盐的硝化反应至今还未见研究报道。本文主要研究硝酸铜与水杨酸酯的硝化反应,并与其它金属硝酸盐进行了比较,为理解芳香族化合物的硝化机理提供科学依据。首先,我们研究了硝酸铜与水杨酸甲酯之间的硝化条件及区域选择性。证明其主要硝化产物为3-硝基水杨酸甲酯(O)和5-硝基水杨酸甲酯(P)。在最佳条件下,即：硝酸铜和水杨酸甲酯的物质的量分别为0.04mol和0.03mol,在50ml乙酸乙酯中于90℃下反应4h,其硝化产率可达到82.73%,P/O比为4.99,均比在相同条件下用浓硝酸或其它金属硝酸盐做硝化剂时的硝化产率及P/O比值要高很多。在该条件下,不同水杨酸酯与硝酸铜反应的硝化产率随酯基空间位阻的增大而逐渐降低。其次,研究了硝酸铜与水杨酸甲酯反应液的紫外-可见吸收光谱、循环伏安、电喷雾质谱。结果表明,该硝化过程首先形成了水杨酸甲酯铜配合物,从而使硝酸根得到活化,形成氧自由基和硝基自由基。水杨酸甲酯铜配合物随后被硝基自由基硝化形成硝化产物,并游离出铜离子。这些铜离子由于与氧自由基水解生成的羟基发生沉淀反应而以氢氧化铜析出。沉淀经过滤、酸化和结晶,得到硝酸铜硝化试剂,回收率可达82.32%(以铜含量为基准)。