㈠ 什麼是活潑氫，如何通過NMR譜圖判斷活潑氫
摘自：汪茂田等《天然有機化合物提取分離與結構鑒定》化學工業出版社，2004
在1HNMR圖譜中活潑氫信號變化多端，有的峰尖銳，有的峰較寬，有的峰積分面積明
顯較小，有的峰和其它質子信號重疊，有的峰幾乎與圖譜基線一致等。產生上述現
象的原因一般分兩類情況，也可以分為內因和外因。內因是指分子結構引起的，如
羧基的活潑氫、螯合的羥基、烯醇羥基、醯胺的活潑氫和一些交換速度比較慢的活
潑氫一般表現為寬單峰（br.s），交換速度快的活潑氫表現為比較銳的單峰，羥基
質子和同碳氫發生偶合時則表現為三重峰（t）或二重峰（d）。外因 原則上是與樣
品濃度、溫度、溶劑、樣品中的水分等因素有關。但研究者關心的問題是如何如何
識別活潑氫信號。下面介紹幾種識別活潑氫信號的方法。
（1）重水交換是最經典和常用的識別活潑氫的方法， 但也有不方便和不足之處。
一是重水交換必需重新測定一次圖譜，二是較大的水峰會干擾δ4.7ppm左右的樣品
信號。如果樣品同時還要測定H-HCOSY和H-CCOSY譜的話，可用這些圖譜來識別活潑
氫，必要時再做重水交換實驗，當然重水交換的優點是隱藏在其它信號中的活潑氫
信號可以被消除。絕大多數情況下，重水交換的速度是很快的，有一些化合物，如
醯胺的活潑氫交換速度較慢，加入重水後要放置一段時間或稍微加熱後測定。
（2）由H-CCOSY譜鑒別活潑氫信號
因為活潑氫不和碳直接相連，故和碳沒有相關峰的質子信號應是活潑氫的峰。所以
當一個化合物同時有1HNMR和H-CCOSY 譜的話，就不必刻意由1HNMR譜識別活潑氫信
號，兩種譜結合起來問題就容易的多了。例如頭孢噻呋的HMQC譜(圖9-2)中的δ9.5
4（1H,d）信號沒有和碳的相關峰,它是醯胺的活潑氫信號，δ7.16（2H,s）是NH2的
信號，和碳沒有相關峰。
當活潑氫不和同碳質子發生偶合時，活潑氫在H-HCOSY譜中沒有相關峰。當然要注意
孤立質子的共振信號以及由於雙面夾角接近或等於90°時的特定質子的信號 （單峰
或寬單峰），但這些質子在H-CCOSY譜中有相關峰。在活潑氫與同碳質子發生偶合的
情況下，缺乏經驗的研究者可能不易從1HNMR和H-HCOSY圖譜上看出來，這時可藉助
H-CCOSY譜來識別。
由HMBC譜也可以獲得活潑氫連接位置的信息，當採用氫鍵溶劑如氘代二甲基亞碸或
氘代吡啶測定NMR圖譜時（要盡可能乾燥），活潑氫由於能和溶劑形成氫鍵，使其不
易發生交換而比較「固定」，在HMBC中可以檢測出這些活潑氫與鄰近碳的遠程偶合
，這對歸屬不同的活潑氫在結構中所處的位置非常有效。
（3） 變溫實驗識別活潑氫
在活潑氫信號與其它信號發生重疊或部分重疊時，在1HNMR譜中往往不能肯定地識別
活潑氫信號，這時樣品管不要取出，接著做升溫實驗，一般可升到50-60度，溫度升
高活潑氫信號向高場位移。將常溫測定的圖譜與升溫測定的圖譜比較來識別活潑氫
信號。