I protoni legati a eteroatomi come azoto e ossigeno, presentano una gamma di valori di spostamento chimico. Ciò è dovuto al grado variabile di legame idrogeno tra il protone e l'eteroatomo in altre molecole. L'entità del legame idrogeno influisce sulla densità elettronica attorno al protone, dando così diversi valori di spostamento chimico per i protoni nello spettro NMR protonico.

Il protone del gruppo –OH negli alcoli appare in genere nell'intervallo di δ da 2 a 5 ppm, ma può variare a seconda dell'alcol specifico e delle condizioni. Questo protone del gruppo –OH subisce un rapido scambio protonico con altre molecole ed è definito protone labile. Quindi, il valore δ esatto del protone del gruppo –OH e l'accoppiamento spin-spin che coinvolge il protone del gruppo –OH e gli altri protoni nell'alcol, dipendono dalla velocità dello scambio protonico del gruppo –OH. La velocità di scambio protonico, a sua volta, dipende da molteplici fattori, tra cui la purezza del campione di alcol, la temperatura e il solvente.

Figura 1. Il tripletto di un protone del gruppo –OH nello spettro NMR protonico dell'etanolo puro

Ad esempio, lo scambio di protoni del gruppo –OH in un campione di etanolo puro anidro è molto lento sulla scala temporale dell’NMR, dando tempo sufficiente per l'accoppiamento spin-spin. Di conseguenza, come illustrato in Figura 1, lo spettro NMR protonico dell'etanolo puro anidro mostra un tripletto per il protone del gruppo –OH dovuto all'accoppiamento spin-spin con i protoni metilenici adiacenti. I protoni metilenici sono visti come un multipletto a causa dell'accoppiamento con il protone –OH e i protoni metilici.

La presenza di tracce di un acido o di una base aumenta la velocità di scambio protonico. Lo scambio protonico diventa rapido e lo spettrometro NMR registra solo una media di tutti i possibili ambienti per il protone del gruppo –OH.

Figura 2. Il singoletto ampio di un protone del gruppo –OH nello spettro NMR protonico dell'etanolo puro

Di conseguenza, come mostrato in Figura 2, il protone dle gruppo –OH presenta un singoletto ampio. I protoni del gruppo metilene adiacente presentano un quartetto in cui la scissione è causata solo dal gruppo metilico adiacente.