氧-17核磁共振（¹⁷O NMR）是研究含氧化合物结构和动力学的独特而有力的工具。虽然不如¹H或¹³C NMR常见，但它能提供其他核无法获得的直接信息。

有机化合物中，CHO是最重要的三种元素，理论上氧谱的重要性仅次于氢谱和碳谱，然而现实中氧谱却不常见，这是为什么呢？问题还是要从核磁共振实验的致命缺陷——灵敏度问题说起。氧元素氧元素有三种稳定同位素¹⁶O，¹⁷O和¹⁸O，但只有¹⁷O具有核自旋，可以进行NMR实验，而¹⁷O极低的丰度（0.038%）是导致自然丰度下¹⁷O NMR实验极其困难、灵敏度很低的根本原因。而让事情变得更加复杂的是，¹⁷O还是一种有很高核四极矩的核，这意味着原本很弱的信号还要进一步展宽变得更不明显。再加上¹⁷O本身共振频率并不高，Boltzmann 分布差，宏观磁化矢量弱。三者结合，就导致了¹⁷O 在核磁检测中是一种先天不足，后天失调的核。不过常言道大力出奇迹，通过增加样品浓度，增加扫描时间，甚至做¹⁷O的同位素富集，还是可以得到¹⁷O NMR的核磁谱图的。下图即为我公司400MHz核磁仪器所做的¹⁷O NMR。

这种级别的谱图，用来做定量分析显然不合适了，但好在¹⁷O NMR的谱宽极宽(-100-1100ppm)，部分减弱了核四极矩展宽带来的谱峰识别问题，让我们可以通过化学位移来识别不同化学环境的O原子。在以25°C下的去离子水的¹⁷O来标定0ppm的情况下，我们得出了以下这张不同结构下¹⁷O NMR的化学位移分布图。

大部分情况下，¹⁷O NMR的实验还是建议做¹⁷O 同位素富集。通过将¹⁷O 引入到目标位置，研究核心区域¹⁷O化学位移的变化——无论是水合、催化、成键还是反应——揭示反应机理或动态过程。