プロトン核磁気共鳴
プロトン核磁気共鳴 (プロトンかくじききょうめい、英: Proton nuclear magnetic resonance）あるいはプロトンNMR、水素1 NMR、¹H NMRとは、核磁気共鳴分光法の1種で、分子中の水素1の原子核が起こす核磁気共鳴を測定し、その分子の構造を決定する手法である。天然の水素 (H) が含まれるサンプルでは、水素の同位体のうちほぼ全てが¹H（水素1:原子核にプロトン1個のみを含む同位体）である。¹Hの原子全体は軽水素と呼ばれる。
単純なNMRのスペクトルは溶液の状態で測定されるため、溶媒のプロトンのデータが入り込むことは許されない。したがってNMR測定に使う溶媒は重水素 (²H、Dと表記することが多い) 置換体（重溶媒）を使うことが望ましい。この例として重水 (D₂O)、重アセトン ((CD₃)₂CO)、重メタノール (CD₃OD)、重ジメチルスルホキシド（(CD₃)₂SO）、重水素化クロロホルム (CDCl₃) などが挙げられる。また水素原子を含まない溶媒である四塩化炭素 (CCl₄)、二硫化炭素 (CS₂) などが使用されることもある。
歴史的に見れば、分析するプロトンの化学シフトを較正するための内部標準として少量（多くは0.1%程度）のテトラメチルシラン (TMS) を含んだ重溶媒が供給されてきた。TMSは四面体形分子であり、全てのプロトンは化学的に等価であるから、NMRを測定すると1本のシグナルしか示さず、これを化学シフト0 ppmとして定義することができた。TMSは揮発性であるため、サンプルを回収しやすい。しかし現在の分光器は測定溶媒に残存するプロトン（例えば99.99% CDCl₃は0.01%のCHCl₃を含む）をスペクトルの基準とすることができる。
重溶媒を使うと、NMRの磁場の自然なドリフトの影響を相殺するために重水素周波数-磁場固定（deuterium frequency-field lock、重水素固定あるいは磁場固定とも）を使うことができる。重水素固定を機能させるためには、NMRが溶媒の重水素からの信号の共鳴周波数を常に検知し、共鳴周波数を一定に保つためにを変化させる必要がある。さらに、ロックされる溶媒の共鳴周波数ならびにロック溶媒と0 ppm（TMS）との差はよく知られているため、重水素シグナルから0 ppmを正確に定義することができる。
多くの有機化合物に対するプロトンNMRのスペクトルの化学シフトは+14 ppm〜−4 ppmの間にあり、化合物は化学シフトとプロトン間のスピン-スピン結合によって特性づけられる。それぞれのプロトンの積分曲線は個々のプロトン数を反映している。
単純な分子のスペクトルは単純になる。クロロエタンのスペクトルは1.5 ppmに三重線、3.5 ppmに比が3:2の四重線を持つ。ベンゼンのスペクトルは環電流のため7.2 ppmにピークが1本だけ検出される。
炭素13核磁気共鳴と合わせてプロトンNMRは構造決定によく用いられる。
信号強度
NMRシグナルの積分強度は、理想的には分子中での同種の水素原子の数に比例する。化学シフトおよびカップリング定数と合わせて積分強度は構造決定の指標になる。混合物では、信号強度がモル比の決定に利用される。これらの解析は影響のある信号に対し充分な緩和時間が取られた場合のみ有効である。この時間はT₁値で表される。積分された信号が通常と全く異なる線形を示すと解析がより複雑になる。
炭素サテライトとスピニングサイドバンド
ときどき、小さなピークがメインの¹H NMRのピークの肩に乗っかることがある。これらのピークはプロトンとプロトンのカップリングによるものではなく、¹H原子と隣接する炭素13 (¹³C)原子のカップリングによるものである。これらは炭素サテライトと呼ばれる。これらはピークの大きさが小さく、衛星のように¹Hの周りに現れるのでこう呼ばれる。炭素サテライトが小さいのはひとえにサンプルの中でNMRに反応する¹³Cの同位体が非常に少ないからである。スピンが1/2である単一の原子核のカップリングと同様に、¹³Cに結合するプロトンのピークは二重線である。¹³Cよりもずっと多い¹²Cに結合しているプロトンのピークは分裂しないので、強度が大きい単一線となる。結果として¹³Cに結合するプロトンのピークは均等に分かれた小さなピークがメインのピークの周りに現れるというものになる。もしプロトンのピークがすでにH-Hカップリングなどで分裂していた場合、それぞれのサテライトもそのカップリングを反映する（カップリングの相手が異なるために分裂パターンが複雑になっている場合も同様）。他のNMR活性核種もこのようなサテライトを形成しうるが、炭素は有機化合物に最も多く含まれている化合物であるためNMRスペクトルではもっとも一般的に見られるサテライトの原因である。
また「スピニングサイドバンド」として知られるピークが¹Hのピークの周囲に見られることがある。これはNMR管のスピンに関連するピークである。これらは分光分析実験におけるアーティファクトであり、対象とする化学物質のスペクトルに内在する特性ではなく、化学物質またはその構造にさえも特に関連はない。
炭素サテライトとスピニングサイドバンドは不純物のピークと混同されてはならない。