对硝基苯乙酮是一种淡黄色结晶固体，具有良好的化学稳定性。硝基基团是对硝基苯乙酮结构中的一个强吸电子基团，对苯环和酮羰基的物理化学性质有很大影响，例如增强了酮羰基的亲电性。
对硝基苯乙酮纯品为淡黄色晶体或针晶。熔点80～82℃。沸点202℃。易溶于热乙醇、乙醚和苯、二氯甲烷和氯仿等有机溶剂，不溶于水。
对硝基苯乙酮可用作有机合成与医药化学中间体。它在药物分子氯霉素的制备中起着重要作用。氯霉素类抗生素可以阻挠细菌核糖核蛋白体的蛋白质合成，具有广谱抗生素的抑菌性。对硝基苯乙酮对革兰阳性和阴性细菌均有抑制作用，对后者的作用较强。
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