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不飽和度計算ツール

概要：不飽和度計算ツールです。任意の分子式（N、O、ハロゲン、イオン）やSMILES・名前から不飽和度（IHD/DBE）を求め、環とπ結合の内訳と計算過程を表示します。無料でWebブラウザ上で動作し、インストールは不要です。

分子式から不飽和度（水素不足指数（IHD）、二重結合当量とも呼ばれます）を求めます。窒素、酸素、硫黄、ハロゲン、イオンにも対応しています。SMILES文字列または化合物名（英語）を入力すると、分子にいくつの環とπ結合があるかが正確にわかります。

要点：DoU = C − (H + X)/2 + N/2 + 1。ベンゼンC₆H₆は4（環1 + π結合3）、ピリジンC₅H₅Nは4、C₄H₉Brは0です。

分子式

分子式にはN、O、S、P、B、Si、ハロゲン、電荷（NH4+、C2H3O2-）を含められます。SMILESや名前を入力すると、環とπ結合の内訳もわかります。構造を描く場合は、先に構造式からSMILESへを使ってください。

不飽和度の式

不飽和度（DoU）は水素不足指数（IHD）、二重結合当量（DBE）、環と二重結合の数（RDB）とも呼ばれ、飽和した鎖状化合物と比べて分子に水素原子の対がいくつ「不足」しているかを数えたものです。環やπ結合が1つあるごとに水素が2個減ります。

DoU = C − (H + X)/2 + N/2 + 1

C：炭素（およびSiなどの4価の原子）。
HとX：水素とハロゲン（F、Cl、Br、I）。ハロゲンはHと同じく結合を1本つくります。
N：窒素（およびPやBなどの3価の原子）。1個につき1/2を加えます。
OとSは無視します：2価の原子は水素の数を変えずに鎖に入り込みます。CH₃CH₃とCH₃OCH₃はどちらも不飽和度0です。

同等の式：DoU = (2C + 2 + N − H − X) / 2。

各単位の意味

特徴	不飽和度への寄与	例
環	1	シクロヘキサン C₆H₁₂ = 1
C=CまたはC=Oの二重結合	1	エテン C₂H₄ = 1、アセトン C₃H₆O = 1
三重結合（C≡C、C≡N）	2	エチン C₂H₂ = 2
ベンゼン環	4（環1 + π 3）	ベンゼン C₆H₆ = 4
ナフタレン	7（環2 + π 5）	C₁₀H₈ = 7

例題

C₄H₉Br：4 − (9 + 1)/2 + 0 + 1 = 0。飽和の鎖状化合物で、ブロモブタンです。
C₅H₅N（ピリジン）：5 − 5/2 + 1/2 + 1 = 4。環1つとπ結合3つで、ベンゼンと同様に芳香族です。
C₉H₈O₄（アスピリン）：9 − 8/2 + 1 = 6。ベンゼン環（4）+ 2つのC=O（2）。酸素は無視します。
C₈H₈：不飽和度 = 5。スチレン（ベンゼン環 + C=C 1つ）かキュバン（環5つ）の可能性があります。不飽和度で候補が絞られ、IR/NMRでどちらかが決まります。

イオンと奇妙な結果

イオンの場合は電荷の半分を加えます：DoU = C − (H + X)/2 + N/2 + 1 + q/2。これはピリジニウムC₅H₆N⁺（4）、アンモニウムNH₄⁺（0）、酢酸イオンC₂H₃O₂⁻（1）のようなN、O、S中心のイオンに使えます。ただしカルボカチオンでは、空のp軌道が1単位として数えられるため、環とπ結合の合計より1大きくなります。中性の分子式で半整数になる場合はラジカルか入力ミスです。負の値になる場合、その構造は存在しません。

構造決定での不飽和度の使い方

まず不飽和度を求め、次に分光法を使います。不飽和度が4以上なら通常は芳香環を示します（IRで1600と1500 cm⁻¹付近のC=C伸縮、¹H NMRで6.5〜8 ppmのシグナルを確認）。不飽和度1で1715 cm⁻¹付近に強いIR吸収があれば、環ではなくC=Oを示しています。組成式や精密質量の計算で分子式を求め、分子式から構造へで実在の候補を一覧にしましょう。

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よくある質問

不飽和度はどのように計算しますか？

DoU = C − (H + X)/2 + N/2 + 1を使います。Xはハロゲンの数です。酸素と硫黄は無視します。C₆H₆の場合：6 − 3 + 1 = 4。

不飽和度1は何を意味しますか？

分子に環が1つ、または二重結合（C=C、C=O、C=N）が1つあることを意味します。どちらかは分光法で判断します。

ハロゲンを水素と同じように数えるのはなぜですか？

ハロゲンは結合を1本つくるので、分子式の上では単に水素原子の代わりになります。

不飽和度の式で酸素を無視するのはなぜですか？

酸素は結合を2本つくるので、鎖に挿入しても（C–O–CやC–O–H）必要な水素の数は変わりません。

窒素で1/2を加えるのはなぜですか？

窒素は結合を3本つくるので、2価の原子と比べて各Nが水素の位置を1つ余分にもたらします。水素+1は不飽和度では+½になります。

不飽和度はIHDやDBEと同じですか？

はい。水素不足指数（IHD）、二重結合当量（DBE）、環と二重結合の数（RDB）は、すべて同じ数値の別名です。

環とπ結合の数を別々に求めるには？

分子式だけでは区別できません。SMILESまたは化合物名を入力すると、環の数（結合数 − 原子数 + 1）を数え、π結合の数を不飽和度 − 環の数として求めます。