用工作表把每条结论接回观测
工作表的作用是保留证据身份，避免结论反过来改写原始记录。
读图时保留这项条件：“未测”“未检出”和“已排除”是不同状态，不能互相替换。
D.1.1 一套表格怎样连接实验与结论
解谱记录需要同时保存观测、推断和下一步行动。峰表只写数字，容易丢失实验条件；结构图只写归属，容易遮住曾经矛盾的证据。本页提供五类工作表：实验选择、数据诊断、氢碳指认、相关记录和候选证据。它们共用样品编号、数据版本与临时峰标签，使任何结论都能回到具体观测。
展开说明与推导
填表时先用 A、B、C 等中性标签描述峰组，再确定原子编号。过早用“乙基甲基”“酰基甲基”等结构名标记，会让后续阅读带着预设。观测栏记位移、积分、裂分与相关；推断栏写候选环境及理由；状态栏区分已核验、暂定和未解决。一个暂定归属不应在其他表格中悄悄变成已确定事实。
以下 X-01 是构造的教学数据，设定为单一主要组分、分子式 C₄H₈O₂、CDCl₃、298 K、¹H 400 MHz、TMS 参考。没有对应真实 FID，数值不能用来证明真实样品身份或纯度。
展开说明与推导
示例的目标是比较乙酸乙酯与丙酸甲酯两个连接候选。它们分子式相同，均可能有三组碳上氢，理想积分为 3∶2∶3，因而单凭氢数与“三重峰、四重峰、单峰”不能完成区分。我们将逐表加入碳类型及相关证据，最后给出限定在这两个候选和这些设定下的判断。
D.1.2 实验选择表：每次采集都回答一个问题
先写当前候选在哪一点不同，再选择能观察那一点的实验。若争议是氢连到哪个碳，优先考虑直接异核关联；若争议是两个片段怎样接到羰基，考虑合适的长程异核实验；若争议涉及空间关系，则需加入构象与运动条件。方法名称不是保证条款，应同时列出预期响应、失败可能和替代方案。
| 待解决问题 | 首选观测 | 预期区分与限制 | 示例状态 |
|---|---|---|---|
| 氢数、峰组与重叠 | ¹H 一维及积分 | 按可用响应估计氢数；交换、饱和、背景需核验 | X-01：三组，3∶2∶3 |
| 碳数与碳类型 | ¹³C{¹H}，必要时编辑碳谱 | 补足无氢碳；常规峰强度不代表碳数 | 四组碳，含一无氢羰基 |
| 直接氢碳对应 | HSQC | 常用直接 C—H；需看转移参数及可见性 | A—14.2，B—60.5，C—20.8 |
| 可见标量耦合网络 | COSY；扩展网络可考虑 TOCSY | TOCSY 的远端相关不等于直接邻接 | A—B，共同 J 约 7 Hz |
| 片段至羰基的连接 | HMBC 等长程实验 | 路径长度与检出条件共同解释；缺峰不自动排除 | B—D、C—D 为教学给定相关 |
| 相对空间关系 | 选择性 NOE、NOESY 或 ROESY | 考虑运动、交换、构象及自旋扩散 | 本例无必要立体争议，不追加 |
| 含量、组分或动态 | qNMR、扩散或变温等针对性实验 | 分别验证定量响应、扩散假设或交换模型 | 本例只判断连接，未取得含量结论 |
展开说明与推导
表中最后一行避免了常见的任务混淆：结构指认用的常规数据，不自动满足定量条件；相近扩散系数也不自动证明两个峰来自同一分子。若任务变成混合物含量测定，应重新写选择问题和校验要求，而非沿用本例三组整数积分直接计算质量分数。
资源受限时，可按当前不确定点排序。本例已有共同 J 与 COSY，重复采集同一乙基裂分图可能提供较少新信息；确认 B 是否属于含氧亚甲基更有区分作用。若样品太少导致碳谱无氢碳不易检出，应在状态栏注明限制，不能把未见羰基写为“没有羰基”。
D.1.3 FID 与谱诊断表：先判断能否信任观测
诊断表不负责给每种异常立刻命名，而是将异常转换成检查顺序。饱和、截断、相位与基线问题可能影响积分和峰形；频率折叠可能让峰出现在错误位置；局部宽化也可能来自真实交换。先定位问题发生于采集、处理还是样品，再选择有区分力的检查。
| 观察到的异常 | 可检查的原因 | 核验动作 | X-01 示例记录 |
|---|---|---|---|
| FID 早段削顶或不合理台阶 | 接收过载、数据读取或数字处理问题 | 核对原始范围、读取参数与合适接收条件 | 无真实 FID，无法核验 |
| 末端仍有明显振荡，谱有波纹 | 截断、窗或其他周期伪影 | 比较时域末段及处理设置，必要时重采 | 无法核验 |
| 峰形含正负扭曲 | 相位误差、重叠或真实反相分量 | 保留复数据，按实验机制检查相位 | 教学峰表设定为可解释一阶谱 |
| 基线倾斜，积分随窗口强变 | 基线与窗边界影响 | 比较空白区及多个合理积分边界 | 积分视为给定，未验证原始面积 |
| 所有峰明显变宽或峰位异常 | 匀场、温度、参考或样品条件 | 比较参考与多组信号，再检查平台参数 | 条件是教学设定 |
| 仅部分峰随条件变宽或消失 | 交换、弛豫、重叠或检测不足 | 针对性变温或参数比较，保留其他解释 | 未涉及动态数据 |
展开说明与推导
“无真实 FID，无法核验”是完整记录的一部分。本页不能声称原始信号通过了质量检查，只能说明在给定教学峰表下如何推断。真实实验中，应把每项检查的文件和结果填进去；若一项未做，其状态保持未核验，不用“正常”替代。
只有一个峰宽化时，先比较该峰及其相关网络；所有响应共同异常时，再考虑全局参考、处理或样品条件。诊断依据应包括受影响对象与条件变化，单张漂亮截图不能证明采集无误。
展开说明与推导
修改处理后应生成新版本，保留原版及参数差异。若新基线令积分更接近期望整数，这只是一个值得核查的结果，不能把“符合预期结构”当作选择处理参数的唯一标准。应检查空白区、峰翼及合理窗口，避免人为把数据修成想要的比例。
D.1.4 氢碳指认表：先守住原子账目
X-01 的分子式给出不饱和度一。四个碳环境中，两个甲基和一个亚甲基提供八个碳连氢，已经与分子式氢数一致；第四个碳为无氢羰基。这个账目支持没有另需计入的 OH 氢，但依据是本例完整设定与计数，不是仅凭未见交换峰判断。
| 临时组 / 最终原子 | δH/ppm | 积分及裂分 | δC/ppm 与类型 | 暂定解释及状态 |
|---|---|---|---|---|
| A / C4 | 1.25 | 3H，t，J≈7 Hz | 14.2，CH₃ | 乙基末端；由 B 的网络支持 |
| B / C3 | 4.10 | 2H，q，J≈7 Hz | 60.5，CH₂ | 含氧亚甲基；位移与 HSQC 支持 |
| C / C1 | 2.03 | 3H，s | 20.8，CH₃ | 酰基侧甲基；需与 D 的相关联合解释 |
| D / C2 | 不适用 | 无直接氢 | 170.5，无氢羰基 | 不在 HSQC 中直接关联，另用碳谱及 HMBC |
展开说明与推导
最终编号采用 C1—C2(＝O)—O—C3—C4，表中的临时标签继续保留作为数据回溯入口。B 的两个氢在本例条件下按一个可解释的峰组处理；这不意味着所有亚甲基必然只有一个位移。换成含手性中心或其他环境的体系，可能需要给亚甲基两个氢分别编号。
同一个碳若因对称性对应多个原子，表中应另外注明重复数；一个碳上多个不等价氢也需分行或分子项记录。这里没有这种设定，所以四行覆盖四个碳。指认表的行数只是记录组织方式，不能在其他样品中直接当作分子碳数。
D.1.5 相关表：保留机制和检出状态
相关表至少需要实验类型、两轴坐标、临时标签、观测状态及允许的解释。把 COSY、HSQC、HMBC 都画成同一种“键”，会丢失各实验的机制。未测、未检出和确认不存在也应分开：未测没有数据，未检出是在某组检测条件下没有足够响应，两者都不能无条件断言没有连接。
| 实验及坐标 / ppm | 标签 | 状态 | 支持的解释与限制 |
|---|---|---|---|
| COSY，1.25 ↔ 4.10 | A ↔ B | 给定可见 | 乙基的可见标量关系；结合共同 J |
| HSQC，1.25 / 14.2 | A / C4 | 给定可见 | 常用直接甲基氢碳对应 |
| HSQC，4.10 / 60.5 | B / C3 | 给定可见 | 常用直接亚甲基氢碳对应 |
| HSQC，2.03 / 20.8 | C / C1 | 给定可见 | 常用直接甲基氢碳对应 |
| HMBC，4.10 / 170.5 | B / D | 给定可见 | 可与 H—C3—O—C2 路径相容 |
| HMBC，2.03 / 170.5 | C / D | 给定可见 | 可与 H—C1—C2 路径相容 |
| 其他长程或空间相关 | 未列 | 未给定 | 不据此构造缺峰排除规则 |
展开说明与推导
两条 HMBC 都到达羰基，但它们各自不能单独确定乙酸乙酯。丙酸甲酯也可能有甲氧基与酰基侧亚甲基到羰基的长程路径。区分来自“相关峰是哪组氢”，以及该组氢的积分、直接碳对应和局部环境；不能只写“观察到羰基 HMBC，因此结构正确”。
D.1.6 候选证据表：让支持与冲突同时可见
将两个候选逐项放在同一标准下检查。共用特征留在表中，但不要当成排他证据。真正的区分来自 B 被解释为含氧亚甲基、C 被解释为酰基侧甲基，以及与羰基路径的联合相容性。若某条归属后来改变，应回到表中重查两个候选，而不是只修改最终结构图。
| 证据 | 乙酸乙酯 | 丙酸甲酯 | 区分作用 |
|---|---|---|---|
| C₄H₈O₂，DBE＝1 | 相容 | 相容 | 无单独区分力 |
| 3∶2∶3，t / q / s | 相容 | 也可相容 | 不能单独定结构 |
| B：2H，δC 60.5，δH 4.10 | 可解释为 OCH₂ | 其 O 侧应为甲氧基，2H 的对应不相符 | 需信任积分与 HSQC，提供关键区分 |
| C：3H，δC 20.8，δH 2.03 | 可解释为 COCH₃ | 甲氧基解释与局部环境不相符 | 与 B 的类型联合检查 |
| B—D、C—D 的 HMBC | 可解释连接 | 到羰基的相关本身也可能出现 | 须结合氢组身份，不能单独决定 |
| 最终状态 | 在设定条件与候选集中受到支持 | 与联合指认冲突 | 没有取得真实样品质量、纯度或完整 FID 验证 |
展开说明与推导
这里不用一个任意总分代替解释。分子式、积分和位移并非总是统计独立；把同一归属换个名称计两次，会放大信心。若必须计算评分，应定义各项来源、权重和相关性，并保留原始证据表，便于别人判断分数是否真正增加信息。
“在 X-01 的教学条件下，氢数、直接碳氢对应及给定相关联合支持乙酸乙酯，并与所比较的丙酸甲酯候选冲突。原始 FID 质量及真实定量响应未核验。”真实报告将教学条件替换为实际文件、参数和核验记录。
D.1.7 把工作表交给另一个读者
交付时应让读者能按表格中的编号找到原始数据、处理参数、结构原子编号和相关坐标。图像可以帮助阅读，机器可读峰表与指认记录可以帮助检查；两者都应引用同一版本。若只交一张带手绘标签的谱，别人无法可靠判断标签来自哪一步或哪组实验。
展开说明与推导
NMReDATA 可用于表达结构、核磁参数和对应关系，但格式有效不保证数值与实验一致。人工表格也应采用明确的缺失值规则：不适用、未测与未检出使用不同标记，数值单位放在列名，临时组标签与原子编号各自保留。更新指认时同时更新相关表和候选状态，避免不同附件互相矛盾。
实验表的最后一栏可增加“下一步”。若存在两个候选，写出能区分它们的具体观测；若只是数据质量不足，优先写质量检查。完成任务的标准是问题得到与证据相称的回答，或明确说明哪些条件仍限制判断。没有必要为了填满所有方法名称，把不相关的实验列成已完成。
D.1.8 习题与解答
习题 D.1-1 原子账目
X-01 的四个碳分别为两个 CH₃、一个 CH₂、一个无氢羰基。碳连氢总数及 DBE 各为多少？能否仅凭常规峰表计算真实纯度？
解答碳连氢为 3＋3＋2＝8；C₄H₈O₂ 的 DBE＝(2×4＋2−8)/2＝1。真实纯度还需定量响应、标准及质量等信息，教学峰表无法给出。
习题 D.1-2 缺峰状态
HMBC 表中的一项写“未给定”。可否据此淘汰预测会产生该相关的候选？
解答不可。未给定没有观测信息；即便实际未检出，也需知道实验参数、阈值与该路径可见性。应先补数据或标明不确定，不把缺失记录转换为否定证据。
习题 D.1-3 共同特征
为什么 t / q / s 与 3∶2∶3 不能区分乙酸乙酯和丙酸甲酯？哪项联合信息更有用？
解答两者均有一个乙基和一个孤立甲基，理想模式可相同。X-01 中 B 的 2H 与含氧亚甲基碳直接对应，C 的 3H 与酰基侧甲基环境对应，再结合至羰基的相关，提供区分。单独存在羰基 HMBC 仍不足。
D.1.9 关键术语
- 临时标签 provisional label
- 结构确定前给峰组的中性编号。
- 指认表 assignment table
- 响应、原子编号与证据对应的记录。
- 相关表 correlation table
- 带实验机制与坐标的关联记录。
- 未测 not measured
- 没有开展对应观测。
- 未检出 not detected
- 规定条件下没有足够响应。
- 数据版本 data version
- 唯一指明所使用的数据与处理状态。
- 候选冲突 candidate conflict
- 候选与可信联合证据不相容。
- 回溯 trace-back
- 从结论返回具体观测和文件。
D.1.10 参考文献
- Odell B, Claridge T. A User Guide to Modern NMR Experiments. University of Oxford NMR Facility. 官方实验指南；手册目录。具体平台命令及默认参数不直接推广到所有仪器。
- Claridge TDW. High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry. 3rd ed. Elsevier, 2016. 实验选择与结构解释。
- Keeler J. Understanding NMR Spectroscopy. 2nd ed. Wiley, 2010. 实验机制与处理理论。
- Pupier M, Nuzillard JM, Wist J, et al. NMReDATA, a standard to report the NMR assignment and parameters of organic compounds. Magn Reson Chem, 2018, 56:703–715. 机器可读指认记录。
- Malz F, Jancke H. Validation of quantitative NMR. J Pharm Biomed Anal, 2005, 38:813–823. 定量条件的验证。