吡啶

吡啶就是把苯的一个 CH 单元换成一个氮原子。结果是一个平面的六元芳香环，C5H5N，外观和行为都很像苯，却内建了一个氮，赋予它独特的个性。它是最简单也最重要的含氮芳香环，在生物学和医学中无处不在。

看看这个氮做了什么、又不做什么。和苯里的每个碳一样，这个氮是 sp2 杂化的，为一个环内双键贡献一个电子，所以 pi 体系仍恰好容纳六个电子（三个双键），吡啶完全芳香。关键在于氮的孤对：它不进入 pi 电子云。它待在一个躺在环平面内、像手指一样向外伸出的 sp2 轨道里，与上下两面的芳香体系完全分开。由于这对孤对自由可用，吡啶通过它的氮充当碱和亲核试剂，接受一个质子或进攻一个亲电试剂，而丝毫不扰动芳香环。它的共轭酸吡啶鎓离子 pKa 约为 5，所以吡啶是个温和的碱，比普通胺弱，但很有用。

由于带电负性的氮把电子密度拉向自己，吡啶环与苯相比略显贫电子，这使它对亲电试剂的反应性较低、对亲核试剂的反应性较高。吡啶及其同类出现在维生素 B3（烟酸）中、在传递能量的辅酶 NAD 中，并作为无数药物和农药的核心。作为液体，它也是实验室常用的碱和溶剂。吡啶是带有向外伸出的碱性孤对的芳香环的教科书例子。