含有一個氮雜原子的六元雜環化合物,即苯分子中的一個-CH=被氮取代而生成的化合物,故又稱氮苯,分子式H5H<5N。吡啶最初由骨焦油內分離出來,隨後發現煤焦油、煤氣、頁巖油、石油內也含有吡啶及其同系物,如2-甲基吡啶和2,6-二甲基吡啶。

  性質 吡啶為無色的可燃液體;具有特殊臭味;熔點-42℃,沸點115.5℃,密度0.9819克/厘米3(20℃);與水形成共沸混合物,其沸點為92~93℃。工業上利用這個性質來純化吡啶。吡啶具有接近正六角形的結構,與苯類似,具有相同的電子結構。按照共振論,吡啶至少是下列幾種不同的極限式的雜化體:

c和d兩個極限式代表兩個極性的結構,這與吡啶具有很大的偶極矩是符合的。

  吡啶及其衍生物比苯穩定,其反應性與硝基苯類似。由於環中氮原子的吸電子作用,使2,4,6位上的電子密度低於3,5兩位,典型的芳香族親電取代反應發生在3,5位上,但反應性比苯低,一般不易發生硝化、鹵化、磺化等反應。此外,這些取代反應都是在酸性介質內進行的,吡啶形成帶正電荷的離子,使親電試劑不易接近。2-或4-鹵代吡啶的鹵素都具有活性。由於2和6位上的電子密度較低,在此位上可發生親核取代反應,如與氨基鈉或氫氧化鉀反應,得到相應的2-氨基吡啶或2-羥基吡啶。

  吡啶是一個弱的三級胺,在乙醇溶液內能與多種酸(如苦味酸或高氯酸等)形成不溶於水的鹽。工業上使用的吡啶中約含1%的2-甲基吡啶,因此可以利用成鹽性質上的差別,使它和它的同系物分離。吡啶還能與多種金屬離子形成結晶形的絡合物。

  吡啶比苯容易還原,如在金屬鈉和乙醇的作用下,還原成六氫吡啶(或稱哌啶)。吡啶與過氧化氫反應,容易被氧化成N-氧化吡啶:

N-氧化吡啶是一個重要的吡啶衍生物,由於氮原子被氧化後,不能再形成帶正電荷的吡啶離子,因此有利於發生芳香族親電取代反應,取代完畢後,再將氮上氧除去,就可以得到由吡啶直接取代所不能得到的衍生物。

  制法 吡啶可以從煉焦氣和焦油內提煉。將煉焦氣通過硫酸,吸收其中的氨和吡啶等含氮的堿性物質,用氨氣處理所產生的硫酸銨鹽類的溶液,分出遊離的含氮有機堿類,然後蒸餾,即得到吡啶及其烷基取代物的混合液。吡啶及其衍生物可以通過多種方法合成。其中應用最廣的是漢奇吡啶合成法,這是用兩分子的β-羰基化合物,如乙酰乙酸乙酯與一分子乙醛縮合,產物再與一分子的乙酰乙酸乙酯和氨縮合形成二氫吡啶化合物,然後用氧化劑(如亞硝酸)脫氫,再水解失羧,即得吡啶衍生物:

吡啶也可用乙炔、氨和甲醇在500℃通過催化劑制備。

  應用 吡啶的許多衍生物中,有些是重要的藥物,有些是維生素或酶的重要組成部分。例如吡啶-3-羧酸的酰胺(即煙酰胺),在輔酶I中與腺嘌呤(見嘌呤)、核糖及磷酸形成一個重要的二核苷酸。吡啶的衍生物異煙肼是一種口服的抗結核病藥。2-甲基-5-乙烯基吡啶是合成橡膠的重要原料。