不飽和度計算器
簡而言之：不飽和度計算器：由任何分子式（含 N、O、鹵素、離子）或 SMILES／名稱求出 IHD/DBE，並區分環數與 π 鍵數，附逐步計算。完全免費，在網頁瀏覽器中執行，不需下載。
由分子式求出不飽和度，又稱缺氫指數（IHD）或雙鍵當量。可處理氮、氧、硫、鹵素與離子。輸入 SMILES 字串或化合物英文名稱，即可確切看出分子有幾個環與幾個 π 鍵。
分子式可包含 N、O、S、P、B、Si、鹵素與電荷（NH4+、C2H3O2-）。輸入 SMILES 或英文名稱，還能區分環數與 π 鍵數。要畫結構嗎？請先使用結構式轉 SMILES。
不飽和度公式
不飽和度（DoU），又稱缺氫指數（IHD）、雙鍵當量（DBE）或環加雙鍵數（RDB），表示分子與飽和的開鏈化合物相比「少了」幾對氫原子。每個環與每個 π 鍵都會少掉兩個氫。
- C：碳（以及 Si 等其他四價原子）。
- H 與 X：氫與鹵素（F、Cl、Br、I）。鹵素和 H 一樣只形成一個鍵。
- N：氮（以及 P、B 等其他三價原子）。每個加二分之一。
- O 與 S 不計：二價原子插入鏈中不會改變氫的數目。CH₃CH₃ 與 CH₃OCH₃ 的不飽和度都是 0。
等價形式：DoU = (2C + 2 + N − H − X) / 2。
各結構單元的意義
| 結構特徵 | 不飽和度增加 | 範例 |
|---|---|---|
| 環 | 1 | 環己烷 C₆H₁₂ = 1 |
| C=C 或 C=O 雙鍵 | 1 | 乙烯 C₂H₄ = 1，丙酮 C₃H₆O = 1 |
| 參鍵（C≡C、C≡N） | 2 | 乙炔 C₂H₂ = 2 |
| 苯環 | 4（1 個環 + 3 個 π 鍵） | 苯 C₆H₆ = 4 |
| 萘 | 7（2 個環 + 5 個 π 鍵） | C₁₀H₈ = 7 |
範例解析
- C₄H₉Br：4 − (9 + 1)/2 + 0 + 1 = 0。飽和、無環：溴丁烷。
- C₅H₅N（吡啶）：5 − 5/2 + 1/2 + 1 = 4。一個環加三個 π 鍵，和苯一樣具芳香性。
- C₉H₈O₄（阿斯匹靈）：9 − 8/2 + 1 = 6。苯環（4）+ 兩個 C=O（2）。氧不計。
- C₈H₈：不飽和度 = 5。可能是苯乙烯（苯環 + 一個 C=C）或立方烷（5 個環）。不飽和度可縮小可能範圍，再由 IR/NMR 判斷。
離子與異常結果
離子需加上電荷的一半：DoU = C − (H + X)/2 + N/2 + 1 + q/2。這適用於以 N、O、S 為中心的離子，例如吡啶鎓 C₅H₆N⁺（4）、銨 NH₄⁺（0）與乙酸根 C₂H₃O₂⁻（1）。不過碳陽離子的結果會比其環數加 π 鍵數多 1，因為空的 p 軌域也算一個單位。中性分子式若得到半整數，代表是自由基或打錯字；若得到負數，代表不存在這樣的結構。
在結構鑑定中運用不飽和度
先算出不飽和度，再運用光譜。不飽和度 4 以上通常表示含芳香環（檢查 IR 在 1600 與 1500 cm⁻¹ 附近的 C=C 伸縮振動，以及 ¹H NMR 在 6.5–8 ppm 的訊號）。不飽和度為 1 且 IR 在 1715 cm⁻¹ 附近有強吸收，表示是 C=O 而非環。先由實驗式或精確質量計算取得分子式，再用分子式轉結構式列出實際的候選結構。
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開啟 MolDraw 編輯器常見問題
如何計算不飽和度？
使用 DoU = C − (H + X)/2 + N/2 + 1，其中 X 為鹵素原子數，氧與硫不計。以 C₆H₆ 為例：6 − 3 + 1 = 4。
不飽和度為 1 代表什麼？
分子含有一個環或一個雙鍵（C=C、C=O 或 C=N），可由光譜判斷是哪一種。
為什麼鹵素要當作氫來計算？
鹵素只形成一個鍵，所以在分子式中就是取代一個氫原子的位置。
為什麼不飽和度公式忽略氧？
氧形成兩個鍵，因此插入碳鏈中（C–O–C 或 C–O–H）並不會改變所需的氫原子數。
為什麼氮要加二分之一？
氮形成三個鍵，因此與二價原子相比，每個 N 會多出一個氫的位置：+1 個 H，即不飽和度 +½。
不飽和度與 IHD 或 DBE 相同嗎？
是的。缺氫指數、雙鍵當量與環加雙鍵數，都是同一個數值的不同名稱。
如何分別求出環數與 π 鍵數？
單靠分子式無法區分。輸入 SMILES 或化合物名稱，計算器就會算出環數（鍵數 − 原子數 + 1），並以不飽和度 − 環數得到 π 鍵數。
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