同位素之所以能用来研究机理，离不开核磁共振技术，H原子核的质量数和原子序数都为奇数，所以其自选量子数为1/2，而D原子核质量数为偶数，原子序数为奇数，其自旋量子数为整数1，具有非球形电荷分布，因而具有电四极矩，导致核磁共振谱线加宽，不利于检测。另外，在特定磁场与射频条件下，只能观测到一种核的共振信号，不存在不同核信号相互混杂的情况，H的共振频率和D的相差甚远，因此在使用H谱检测化合物的信号时，D原子核在谱图上是找不到相匹配的信号的。此为背景知识。同位素在有机化学机理研究中的应用主要有两种

1. 作为示踪原子如果我们将底物1换成苯环上五氘代的，在和炔烃环合之后，我们通过核磁会发现红圈标注的两个位点的氘，被59%的H和77%的H取代了。由此我们能推导出两个结论，第一：这两个位点参与了反应，第二：这两个位点参与的反应是可逆的。由此我们能推导出下面这个可能的反应机理，注意机理图中红色圈起来的地方，就是刚才通过同位素示踪得到的推论。

2. 测量同位素取代时引起反应速率的变化在化学反应中，同位素取代位置相对于反应活性中心位置的差异，所引起的反应速率的变化比率也不同，由此可以分为三种情况：

1）一级同位素效应

2）二级同位素效应

3）溶剂同位素效应

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