一、核磁共振波譜分析技術的基本原理
核磁共振波譜法(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)是一種極其重要的現代儀器分析方法。該法基於原子核在外磁場中受到磁化，可產生某種頻率的振動。當外加能量與原子核振動頻率相同時，原子核吸收能量發生能級躍遷，產生共振吸收信號，這就是核磁共振的基本原理。
核磁共振波譜分析法是1945年由F.Bloch和E.M.Purcell發現的，他們因此獲得1952年的諾貝爾物理獎。如今核磁共振方法的靈敏度已實現了μg級樣品的分析，可滿足絕大多數有機樣品的分析需要。
在有機結構分析的各種譜學方法中，核磁共振方法給出的結構信息最為準確和嚴格。在一張已知結構的核磁共振波譜圖上，物質的每個官能團和結構單元均可找到確切對應的吸收峰。結構比較簡單的小分子物質，在獲取核磁共振波譜信息後，適當參考其他譜學信息後，即可推測和排列出化學結構式，且有較為準確的結果。
原子核在磁場中發生共振吸收的現象是一種純物理過程，這個過程的描述涉及許多量子力學和波動力學的原理，以及微波脈衝技術和傅裏葉變換的數學方法。核磁共振波譜分析法應用於物質分析，主要研究分子中不同原子之間的相互聯結，由此引起共振頻率的位移——化學位移；各原子核之間相互作用產生的偶合裂分；另外產生共振吸收的原子核數目，決定共振吸收峰的強度和峰的積分麵積，由此得出分子中各原子以及組成的官能團數目，此即定量分析的依據。這些是通過積分線來反映的。因此化學位移、偶合裂分和積分線是核磁共振波譜分析方法中最重要的三個參數。
二、質子核磁共振譜
質子核磁共振（1H-NMR）譜，又稱為核磁共振氫譜，是研究最多，應用最為廣泛的一種核磁共振波譜。
由於氫原子外圍僅有一個電子，與其他所有核相比，在自然界中豐度較大，達99.9%以上，且其靈敏度最高。在有機化合物中，氫原子是分布最廣的原子之一，幾乎所有官能團都直接或間接與氫原子密切相關，因此通過對氫原子的測定，即可表達各種官能團之間的聯係。
（一）化學位移
由於分子中各原子核周圍都有電子繞核旋轉，形成一定的電子雲密度，這種電子雲對磁場中的原子核具有一定的屏蔽作用。同一種原子在分子中與不同原子連接形成了不同的化學微環境，原子周圍的電子雲密度就會產生一定的差異，由此導致NMR共振吸收的頻率產生的位移稱為化學位移，常用碳原子的位移來表示。
測定和表述化學位移的絕對數值是比較麻煩的，通常選擇一種標準物，設其共振吸收值為零，其他原子的化學位移與其進行比較，得到化學位移的相對值。核磁共振分析中，通常用四甲基矽烷（TMS）中的氫或碳的化學位移作為零，有機化合物中的絕大部分原子的化學位移與標準物四甲基矽烷（TMS）相比，均出現在低磁場一端，即δ值一般為正值。
分子中各種氫原子的化學位移都是取決於氫原子周圍的化學環境，若原子或基團使氫原子核外的電子密度降低，則使氫原子的屏蔽減小，產生去屏蔽作用，由此導致氫原子的化學位移向低磁場方向，即化學位移數值增加；反之，若原子或基團使氫原子核外的電子密度增加，則產生屏蔽作用，並導致氫原子的化學位移向高磁場方向。
影響氫化學位移的因素主要包括：①取代基的電負性，取代基電負性越強，與取代基連接於同一碳原子上的氫原子的共振吸收峰越向低磁場方向位移；②共軛體係中環電流的影響，共軛分子內產生環電流，這種環電流產生的磁力線在環的上下方與外磁場方向相反，即在磁場中某些化學鍵與官能團出現磁的空間方向性；③分子周圍介質的影響，不同溶劑有不同的磁化率，樣品分子在不同的溶劑中受到的磁場強度也各不相同。亦即核磁共振結果必須注明溶劑的種類，其化學位移的數值才有意義。此外，通過選用不同的溶劑係統，可使某些相互重疊的峰彼此分開。
（二）原子自旋偶合裂分與偶合常數
分子中的質子在磁場中以其固有的頻率做自旋運動。若兩組磁不等價質子之間的距離足夠近時，兩者即會產生自旋偶合並分裂成兩個峰。相互偶合作用程度的大小以偶合常數表示。