16.8 : Présentation de la RMN 2D

Le spectre RMN 1D des molécules de grande taille et complexes comme les produits naturels présente des schémas de division complexes et des signaux superposés, qui peuvent être facilement interprétés à l'aide de la RMN 2D. Contrairement à la RMN 1D, la RMN 2D possède deux axes de fréquence qui fournissent les informations de couplage entre le noyau A et le noyau B d'une molécule. Le processus permettant d'obtenir des spectres 2D comporte quatre étapes.

La première étape est la période de préparation, au cours de laquelle le noyau A est excité par une impulsion radiofréquence. La deuxième étape est la période d'évolution ou d'attente t₁, qui est incrémentée systématiquement, et aucune donnée n'est observée pendant cette période. L'étape suivante est la période de mélange, au cours de laquelle une deuxième impulsion radiofréquence est introduite, ce qui transfère la magnétisation aux spins du noyau B. Lors de la dernière étape, la magnétisation des spins nucléaires de B est détectée pendant le temps d'acquisition t₂ pour chaque t₁. Les domaines temporels t₁ et t₂ sont transformés par Fourier en domaines fréquentiels f₁ et f₂, correspondant aux deux dimensions des spectres 2D, tandis que la troisième dimension est l'intensité.

Dans les expériences 2D, le couplage entre des noyaux du même type est appelé expériences 2D homonucléaires, tandis que le couplage entre deux types de noyaux est appelé expériences 2D hétéronucléaires. Les spectres 2D peuvent être affichés sous forme de tracés empilés ou de courbes de niveau. Lorsqu'ils sont présentés sous forme de tracés empilés, les spectres 2D sont difficiles à interpréter. Le tracé de courbes de niveau est la section horizontale d'un tracé empilé où la taille des cercles indique l'intensité du signal. Son interprétation est simple, et il est préféré pour l'analyse des données.