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硝化反应（nitration），是向有机化合物分子中引入硝基（－NO2）的过程。
硝化反应为两种，脂肪族化合物的硝化和芳香族化合物的硝化反应。
有机化学中的硝化，主要目的是作为制备氨基化合物的重要途径;促进亲核置换反应进行,因为硝基是强吸电子基,它的存在能使芳环上的其他取代基活化;利用硝基的极性使颜料的颜色加深;引入硝基是提高含能材料各项性以及制造炸药。