硝酸铈铵CAN是一种强氧化剂，尤其在酸性条件下具有较强的氧化性能。它在水溶液和其他质子溶剂中表现为单电子氧化剂，并通过颜色的变化来判断其消耗情况。由于在有机溶剂中的溶解度有限，CAN通常在混合溶剂中进行反应。在存在其他氧化剂的条件下，如溴酸钠、叔丁基过氧化氢和氧气，可以实现Ce4+的循环使用，从而实现催化反应。此外，CAN还是一种有效的硝化试剂。
CAN对醇、酚、醚等含氧化合物具有氧化活性，尤其对二级醇具有特异的氧化性。它可以将苄醇氧化为相应的醛酮，甚至可以将硝基苄醇氧化为硝基苄酮。此外，对于特殊的二级醇，如4-烯醇或5-烯醇，还可以得到环醚化合物。
邻苯二酚、对苯二酚及其甲基醚化合物在CAN的作用下可以被氧化为醌。例如，邻苯二酚可以转化为邻苯醌，对苯二酚在CAN和超声波的作用下可以快速转化为对苯醌，芳基醚也可以转化为对苯醌。
环氧化合物的氧化反应可以得到二羰基化合物。此外，CAN对特定结构的羰基化合物也具有氧化活性，例如将多环笼酮氧化为内酯。
CAN作为单电子氧化剂，还可以实现分子间或分子内的碳-碳键形成反应。例如，1,3-二羰基化合物与苯乙烯系统在CAN的作用下发生氧化加成反应，苯胺也可以通过CAN发生二聚反应。
CAN除了用作氧化剂外，还是一种有效的硝化试剂，特别是对芳环系统的硝化。然而，由于CAN的强氧化性，往往会导致芳环系统发生多硝化反应，甚至生成难以分离的聚合物。研究发现，将CAN吸附在硅胶上可以降低其氧化性，从而减少多硝基产物的生成。
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