吡唑类化合物具有N—N、C—N、C=N键结构,具有较高的生成焓,在吡唑杂环中可进行亲电取代反应。由于吡唑具有对人体低毒、高效、安全等优良的化学活性,因此近年来,硝基吡唑类化合物因其本身的低感度和高能量等特性倍受关注。本论文以吡唑为原料,经过硝化,重排转位等反应合成了 N-硝基吡唑,3-硝基吡唑,1,3-二硝基吡唑,3,5-二硝基吡唑,3,4-二硝基吡唑五种硝基吡唑。通过单因素实验及正交性实验,建立了 N-硝基吡唑,3-硝基吡唑,1,3-二硝基吡唑,3,5-二硝基吡唑的优化合成工艺路线。本论文的主要工作内容包括:(1)以吡唑为原料,经过硝化反应,重排反应,二次硝化反应,二次重排反应合成了 N-硝基吡唑,3-硝基吡唑,1,3-二硝基吡唑,3,5-二硝基吡唑。实验结果表明:N-硝基吡唑合成实验,温度对N-硝基吡唑收率的影响最大,最佳反应温度为15℃,最佳反应时间为2小时。3-硝基吡唑合成实验,最佳回流介质为苯甲腈,回流温度为160℃。二硝化时反应条件确定为物料配比为1:2.2(摩尔比),最适反应温度为0℃～5℃,最佳反应条件为2.5小时。3,5-二硝基吡唑合成实验,最适温度为140℃。纯度均为95%以上。(2)设计并合成了 3,4-二硝基吡唑。(3)将得到的硝基吡唑进行红外光谱,核磁共振氢谱,液相色谱和熔点测试五种硝基吡唑结构进行了确认与表征。(3)对纯化后的硝基吡唑进行紫外可见光谱分析,与吡唑的紫外光谱对比可知:硝基基团的引入都会使吡唑环共轭体系的能量升高,硝基吡挫在紫外区出现的K、B、R带均为吡唑环共轭体系中π→π 电子跃迁所吸收的能量。与文献对比,测量值与理论计算值存在差距,证明理论计算值存在一定偏差。(4)研究了吡唑硝化反应的机理,探讨了两种混酸硝化体系的硝化基本原理和其中的活性硝化剂,对活性硝化剂的硝化能力进行对比。比较了 HN03-Ac2O--AcOH硝化体系和HNO3-H2SO4硝化体系的优缺点。