16.11 : RMN 2D: Aperçu des techniques de corrélation hétéronucléaire

La spectroscopie de corrélation hétéronucléaire est une technique analytique qui étudie le couplage entre différents types de noyaux, souvent un proton et un noyau X, comme le carbone 13 ou l'azote 15. Cette méthode est couramment utilisée en spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) pour obtenir des informations sur les aspects structurels et compositionnels des composés chimiques complexes. Un spectre de corrélation hétéronucléaire typique affiche les décalages chimiques du noyau X sur un axe et un spectre de protons sur l'autre axe. Les pics croisés révèlent la connexion entre des protons spécifiques et des noyaux X.

Les principales expériences de corrélation hétéronucléaire comprennent HETCOR, HSQC, HMQC et HMBC. HSQC, HMQC et HMBC enregistrent le spectre du proton, tandis que le spectre du noyau X est enregistré par spectroscopie de corrélation hétéronucléaire standard ou HETCOR. Le groupe d'expériences HETCOR-HMQC-HSQC ne peut pas détecter les noyaux X sans proton attaché. HETCOR est utilisé lorsqu'une résolution de pic ultra-élevée est requise le long de l'axe du noyau X.

La technique de corrélation quantique unique hétéronucléaire, ou HSQC, étudie les corrélations de liaisons simples proton-noyau X. Dans une expérience HSQC, la polarisation est transférée d'un noyau protonique à un noyau X voisin, puis de nouveau au noyau protonique. Le signal des noyaux protoniques est ensuite enregistré. HSQC génère un spectre similaire à celui de la spectroscopie de corrélation quantique multiple hétéronucléaire ou HMQC, mais utilise une méthode de suppression différente, offrant une meilleure résolution du noyau X le long de l'axe.

La corrélation de liaisons multiples hétéronucléaires, ou HMBC, est une expérience de détection de protons, comme HMQC mais avec un temps de retard initial plus long. Cette expérience est utilisée pour observer la connectivité proton-noyau X à longue distance séparée par 2 ou 3 liaisons, certaines expériences allant jusqu'à 4 ou 5 liaisons. Dans une expérience HMBC, les corrélations directes à une liaison sont supprimées dans le cadre de la séquence. Les spectres de HMBC donnent lieu à des pics croisés qui corrèlent les protons couplés à quel autre noyau X spécifique se trouve à plus d'une liaison. La séquence d'impulsions HMBC à gradient (gHMBC) offre une meilleure suppression des signaux interférents, ce qui la rend particulièrement utile pour analyser des molécules complexes avec des signaux qui se chevauchent.