수소 모자람 지수. IHD. 불포화도 ★

수소 모자람 지수. IHD. 불포화도

 

 

 

수소 모자람 지수 (Index of Hydrogen Deficiency, IHD) 는

분자식으로부터 이중 결합, 고리형, 삼중 결합의 개수를

결정할 수 있는 방법을 제공하기 때문에,

미지시료의 구조를 분석할 때 상당히 유용한 개념이다.

 

 

 

[ IHD 계산식 순서 ]

 

예제 1) C7 H14 O2

 

1) 분자식에 있는 탄소 개수로 비고리형 포화탄화수소 식을 구한다.

⇨ C7 H16

from

 

 

2) 5A족 원소(N, P)가 있으면,

그 개수만큼 수소 개수를 더한 다음,

5A족 원소를 분자식에 추가한다.

⇨ C7 H16

 

 

3) 6A족 원소(O, S)가 있으면,

그냥 6A족 원소를 분자식에 추가한다.

⇨ C7 H16 O2

 

 

4) 할로겐족 원소가 있으면,

그 개수만큼 수소 개수를 뺀 다음,

할로겐족 원소를 분자식에 추가한다.

⇨ C7 H16 O2 (IHD 계산식 종료)

 

 

5) IHD 계산식과 시료의 분자식에 나와 있는

수소 개수 차이를 2로 나눈 값이 수소 모자람 지수가 된다.

> IHD 계산식: C7 H16 O2

> 시료의 분자식: C7 H14 O2

Δ(#H) / 2 = 2 / 2 = 1 = IHD

 

 

IHD 1은 분자 내에 이중 결합 1개 또는 고리 1개가 존재한다는 것을 알려준다.

만약 이중 결합이라면, C=C 또는 C=O 이중 결합을 의심해 볼 수 있으며,

C=O 이중 결합은 적외선(IR) 스펙트럼만으로도 쉽게 확인이 가능하다.

 

예제 1)의 분자는 isopentyl acetate(isoamyl acetate)이다.

 

 

 

 

[1744 cm-1, C=O str. peak]

 

 

300x250

 

 

예제 2) C10 H14 N2

 

1) C10 ⇨ C10 H22

 

2) N2 ⇨ C10 H24 N2

 

5) IHD = (24–14) / 2 = 5

---> (다중 결합 and/or 고리) 5개.

 

 

IHD가 4 이상이면, 벤젠 고리를 포함하고 있을 가능성이 높으며,

이것은 NMR로 쉽게 확인이 가능하다.

 

예제 2)의 분자는 니코틴(nicotine)이다.

IHD 5는 이중 결합 3개, 고리 2개와 일치한다.

 

 

 

 

 

 

 

[ IHD 계산 공식 ]

IHD = (2C + 2 – H + N – X) / 2

 

또는

IHD = C + 1 – (H – N + X)/2

 

> C = 탄소 원자의 개수

> H = 수소 원자의 개수

> N = 질소 원자의 개수

> X = 할로겐 원자의 개수

 

 

 

예제 3) C7 H14 O2

IHD = C + 1 – (H – N + X)/2

= 7 + 1 – (14 – 0 + 0)/2 = 1

 

 

 

예제 4) C10 H14 N2

IHD = 10 + 1 – (14 – 2 + 0)/2 = 5

 

 

 

 

[참고] 유기화학 불포화도 degree of unsaturation

= index of hydrogen deficiency

= double bond equivalents

= unsaturation index

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/6719 ] C4H9N의 IHD 계산

 

 

 

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