16.11 : 2D NMR: Panoramica delle tecniche di correlazione eteronucleare

La spettroscopia di correlazione eteronucleare è una tecnica analitica che studia l'accoppiamento tra i diversi tipi di nuclei, spesso un protone e un nucleo X, come il carbonio-13 o l'azoto-15. Questo metodo è comunemente usato nella spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) per ottenere delle informazioni sugli aspetti strutturali e compositivi dei composti chimici complessi. Un tipico spettro di correlazione eteronucleare mostra gli spostamenti chimici del nucleo X su un asse e uno spettro di protoni sull'altro asse. I picchi incrociati rivelano la connessione tra i protoni specifici e i nuclei X.

I principali esperimenti di correlazione eteronucleare includono l’HETCOR, l’HSQC, l’HMQC e l’HMBC. L’HSQC, l’HMQC e l’HMBC registrano lo spettro di protoni, mentre lo spettro di nuclei X viene registrato dalla spettroscopia di correlazione eteronucleare standard, o HETCOR. Il gruppo di esperimenti HETCOR-HMQC-HSQC non riesce a rilevare i nuclei X senza un protone attaccato. HETCOR viene usato quando è richiesta una risoluzione di picco ultraelevata lungo l'asse del nucleo X.

La tecnica di correlazione quantistica singola eteronucleare, o HSQC, studia le correlazioni di legame singolo protone-nucleo X. In un esperimento HSQC, la polarizzazione viene trasferita da un nucleo protonico a un nucleo X vicino e poi di nuovo al nucleo protonico. Il segnale dai nuclei protonici viene quindi registrato. L’HSQC genera uno spettro simile a quello della spettroscopia di correlazione quantistica multipla eteronucleare, o HMQC, ma usa un metodo di soppressione diverso, fornendo una migliore risoluzione del nucleo X lungo l'asse.

La correlazione multi-legame multipla eteronucleare, o HMBC, è un esperimento con rilevamento di protoni, come l’HMQC ma con un tempo di ritardo iniziale più lungo. Questo esperimento viene usato per osservare la connettività protone-nucleo X a lungo raggio, separata da 2-3 legami, con alcuni esperimenti che arrivano a 4 o 5 legami. In un esperimento l’HMBC, le correlazioni dirette di un legame vengono soppresse come parte della sequenza. Gli spettri di HMBC danno origine a dei picchi incrociati che correlano quali protoni sono accoppiati a quale altro nucleo X specifico è distante più di un legame. La sequenza di impulsi HMBC a gradiente (gHMBC) offre una migliore soppressione dei segnali interferenti, rendendola particolarmente utile per analizzare le molecole complesse aventi dei segnali sovrapposti.