波谱学与结构鉴定
缺氢指数
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在你解读任何一张谱图之前,仅凭分子式就有一个快速的计算,能告诉你关于这个分子的一件深刻的事:它必定含有多少个环和多重键。这个数就是缺氢指数,它是一道让你整个解结构过程保持诚实的核对。它从分子式回答:"这个分子有多不饱和?"
其思想基于一个简单的事实:与完全饱和的链相比,每一个环、每一根多出来的键都要让分子付出一对氢原子的代价。一个含 n 个碳、饱和且无环的烃,正好有 2n+2 个氢。数一数你的分子比这个最大值少了多少个氢,除以二,就得到缺氢指数——环数加 pi 键数的总和。(氧不改变这个计数;每个卤素当作一个氢;每个氮给饱和氢总数加一。)值为 0 意味着饱和的开链分子;1 意味着一个环或一个双键;4 是苯环著名的指纹(三个双键加一个环)。
它之所以如此有用,原因在于:这个数本身并不告诉你究竟是环还是双键,但它定下了一份你最终的结构必须恰好花完的"预算"。如果指数是 4、红外又没有羰基,而核磁显示出芳香区的信号,你就有把握地提出一个苯环。如果你提出的结构用掉的环数和 pi 键数不对,你在浪费任何进一步的力气之前就知道它错了。它是让结构解析脚踏实地的那本账。
对于 C8H8O,一个饱和的 C8 链应带 18 个氢;这个分子只有 8 个,少了 10 个,所以指数是 10/2 = 5。这份为 5 的预算正好配上一个苯环(4)加一个 C=O(1)——与苯乙酮 C6H5-CO-CH3 吻合。
这个指数计的是环数加 pi 键数的总和;单一个苯环就是 4。
这个指数告诉你环数加 pi 键数的总和,但不告诉你它们如何在环与双键、三键之间分配——一个三键算作 2。你仍需谱图来判定那些不饱和度究竟是什么。
又称
另见