Les protons liés à des hétéroatomes tels que l'azote et l'oxygène présentent une gamme de valeurs de décalage chimique. Cela est dû au degré variable de liaison hydrogène entre le proton et l'hétéroatome dans d'autres molécules. L'étendue de la liaison hydrogène affecte la densité électronique autour du proton, ce qui donne différentes valeurs de décalage chimique pour les protons dans le spectre RMN du proton.

Le proton –OH dans les alcools apparaît généralement dans la gamme δ 2 à 5 ppm, mais peut varier en fonction de l'alcool spécifique et des conditions. Ce proton –OH subit un échange de protons rapide avec d'autres molécules et est appelé proton labile. Ainsi, la valeur δ exacte du proton –OH et le couplage spin-spin impliquant le proton –OH et les autres protons dans l'alcool dépendent du taux d'échange de protons –OH. Le taux d'échange de protons, à son tour, dépend de plusieurs facteurs, notamment de la pureté de l'échantillon d'alcool, de la température et du solvant.

Figure 1. Le triplet d'un proton –OH dans le spectre RMN de l'éthanol pur

Par exemple, l'échange de protons –OH dans un échantillon d'éthanol pur et sec est très lent sur l'échelle de temps de la RMN, ce qui laisse suffisamment de temps pour le couplage spin-spin. Par conséquent, comme illustré dans la Figure 1, le spectre RMN du proton de l'éthanol pur et sec montre un triplet pour le proton –OH en raison du couplage spin-spin avec les protons méthylène adjacents. Les protons méthylène sont vus comme un multiplet en raison du couplage avec le proton –OH et les protons méthyliques.

La présence de traces d'un acide ou d'une base augmente le taux d'échange de protons. L'échange de protons devient rapide et le spectromètre RMN enregistre uniquement une moyenne de tous les environnements possibles pour le proton –OH.

Figure 2. Le singulet large d'un proton –OH dans le spectre RMN du proton de l'éthanol pur

En conséquence, comme indiqué dans la Figure 2, le proton –OH présente un singulet large. Les protons du groupe méthylène adjacent présentent un quatuor où la séparation est provoquée uniquement par le groupe méthyle adjacent.