在核磁共振氫譜中，多數情況下活潑氫吸收峰的峰形表現得與碳上的質子信號相同，峰形尖銳，積分面積與質子數成比例；但有時活潑氫的峰會拉寬，甚至延展得幾乎與譜圖基線一致，如圖2中N-甲基乙酰胺的活潑氫在δ 6.4處的吸收峰型很平緩。活潑氫的譜峰積分面積也有可能不足，低于相應的活潑氫的個數。

首先，活潑氫的峰形與其交換速度有關，交換速度快的活潑氫表現為比較尖銳的單峰，交換速度比較慢則譜峰會被拉寬。活潑氫的一般交換速度為OH > NH > SH，羥基交換速度最快，峰形一般較尖銳；氮上的氫交換速度中等，峰形有尖有鈍，或難以看到明顯的峰形；巰基活潑氫交換速度最慢，一般峰形會較寬或產生裂分。如果配制的溶液中含有微量水，活潑氫與水之間會有交換；另外，活潑氫與氘代試劑的作用也會影響譜峰積分面積，使其小于氫的數目。當活潑氫積分面積不足的時候，需要結合其化學位移以及其他信息進行綜合判斷，不要輕易將活潑氫的峰作為雜質峰處理。

其次，活潑氫的峰形還與O、N和S元素本身性質有關。從表2可以看出，氮元素的兩個同位素自旋量子數都不為零，也就意味著有核磁共振響應；其數值不為1/2，也就是有四極矩存在，弛豫過程復雜，這對活潑氫峰形將產生不利影響。氧元素和硫元素的最豐同位素自旋量子數都為零，不會產生核磁共振信號。由此，氮上活潑氫在譜圖中的表現具有較突出的特異性，譜峰相較氧原子和硫原子上的氫情況更為復雜。

同時，化合物結構因素對活潑氫峰形也有深遠影響，如羧基的活潑氫、螯合的羥基、烯醇的羥基一般都會表現為寬單峰。與氧原子和硫原子上的活潑氫比較，氧原子和硫原子只能與一個質子相=連，而氮上質子有伯和仲之分，另外其氫鍵程度的不同也會使活潑氫存在一定的差異，對活潑氫的核磁共振信號也會產生影響。伯酰胺RCONH2分子中N上孤對電子與羰基p-π共軛使得C―N鍵具有部分雙鍵的性質，C―N鍵不能自由旋轉，旋轉受限使NH2的兩個質子化學不等價，因此兩個氫雖然連接在同一個原子上，譜峰化學位移并不相同，表現為兩個吸收峰，如圖3所示氯乙酰胺的NH2在δ 7.5附近的兩個峰；有時甚至合并為一個較平坦的寬峰。仲酰胺RCONHR’以及吡咯環中的氮上氫往往也不能給出一個尖銳的峰。

來源：大學化學, 2019, 34(1): 82-88