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2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯乙烯(HNS)是多硝基二苯乙烯类化合物中的典型代表物质,被公认为在相对较高的温度下使用的耐热含能材料。由于该类化合物独特的π-共轭结构及电子转移,也被广泛用于非线性光学材料及制造高性能光电器件。虽然通过Mizoroki-Heck、Negishi-Stille偶联、Wittig等有机反应可以合成类似的结构的化合物,但是通过Knoevenagel缩合反应来合成多硝基二苯乙烯类化合物具有操作简单、反应方便等优点,而且反应在较高温度下进行所得产物类型通常具有反式烯烃构型。相比之下,Wittig反应通常会产生顺/反式构型烯烃的混合物。该类Knoevenagel反应利用多硝基芳烃类与芳香醛类在有机碱催化下进行,需要较高的反应温度和较长的反应时间,而且催化剂不可回收。鉴于多硝基二苯乙烯的重要价值和有效地应对能源和废物处理发展高需求,发展新型环境友好的方法来合成多样的多硝基二苯乙烯类化合物具有十分重要的意义。首先,研究了利用微波辅助技术无溶剂合成硝基二苯乙烯类化合物,在微波激发下,2,4,6-三硝基间二甲苯、2,4,6-三硝基甲苯和3-氨基-2,4,6-三硝基甲苯与芳香醛类化合物在哌啶催化硅胶负载下进行缩合。而且,产物1.4-二(3-氨基-2,4,6-三硝基苯乙烯基)苯进一步通过X-射线单晶衍射确定了其结构。与常规合成方法相比,该方法具有时间短、对环境影响低等优点。虽然在该条件下缩合的产率相接近,但是对于部分底物有明显"非热"微波效应的存在。进一步利用紫外/可见光吸收光谱研究并阐述了缩合反应的可能机理。其次,研究了利用活化水滑石异相催化多硝基芳烃与芳香醛类化合物合成具有反式构型的多硝基二苯乙烯类化合物的新方法。该催化剂通过Hammett指示剂和苯甲酸滴定、XRD、IR以及表面和孔结构分析。研究发现,通过高温煆烧能明显改善水滑石的催化性能,主要表现在比表面积和碱性强度上有所提升。催化剂回收利用研究表明循环使用5次后其催化活性基本保持不变。随后,设计合成了具有共轭类型的2,4,6-三硝基-1,3-二(2’,4’-二硝基苯乙烯基)苯和2,4,6-三硝基-1,3-二(2’,4’,6’-三硝基-3’-羟基苯乙烯基)苯及其含能离子盐,产品经核磁、红外光谱、质谱、元素分析等结构鉴定手段确认。该类化合物具有优异的耐热性能(Td = 268.3-310.4 ℃),其中肼盐4c表现出最高的分解温度,达到310.4 ℃,与标杆型HNS相接近。而且,它们具有撞击感度低(>40J),爆速和爆压分别在7268 m·s-1和8527m·s-1和26.7 GPa和34.1 GPa范围之内,爆炸威力在103.9-144.4之间,说明该类化合物是具有竞争力的含能材料。最后,研究了在固体分子筛异相催化下,利用原位生成的乙酰硝酸酯为硝化试剂,双选择性(化学选择性和区域选择性)高产率合成硝基二苯乙烯类化合物,部分产物的区域-化学结构的指定通过X-射线单晶衍射来最终确定。与传统硝化方法相比,该反应具有反应条件温和、选择性高等特点。初步的实验分析和静电势分析研究表明,该反应过程可能通过亲电机理及线性配位机理进行。