不稳定质子的 NMR：时间分辨率

与氮和氧等杂原子结合的质子会表现出一系列化学位移值。这是由于质子与其他分子中的杂原子之间形成的氢键程度不同。氢键的程度会影响质子周围的电子密度，从而为质子 NMR 光谱中的质子赋予不同的化学位移值。

酒精中的 –OH 质子通常出现在 δ 2 至 5 ppm 的范围内，但具体数值可能因酒精的种类和条件而异。 –OH 质子会与其他分子进行快速质子交换，被称为不稳定质子。因此，–OH 质子的确切 δ 值以及涉及 –OH 质子和酒精中其他质子的自旋-自旋耦合取决于 –OH 质子交换的速率。质子交换率又取决于多种因素，包括酒精样品的纯度、温度和溶剂。

图 1. 纯乙醇质子核磁共振谱中 –OH 质子的三重态

例如，纯干乙醇样品中的 –OH 质子交换在 NMR 时间尺度上非常缓慢，为自旋-自旋耦合提供了足够的时间。因此，如图 1 所示，纯干乙醇的质子核磁共振谱中，–OH 质子由于与相邻亚甲基质子的自旋-自旋耦合而呈现三重态。由于与 –OH 质子和甲基质子的耦合，亚甲基质子被视为多重态。

微量酸或碱的存在会增加质子交换率。质子交换变得迅速，核磁共振波谱仪仅记录 –OH 质子所有可能环境的平均值。

图 2. 纯乙醇质子核磁共振谱中 –OH 质子的宽单峰

因此，如图 2 所示，–OH 质子呈现宽单峰。而来自相邻亚甲基的质子呈现四重峰，其中分裂仅由相邻的甲基引起。