A espectroscopia de correlação heteronuclear é uma técnica analítica que investiga o acoplamento entre diferentes tipos de núcleos, geralmente um próton e um núcleo X, como carbono-13 ou nitrogênio-15. Esse método é comumente utilizado em espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) para obter informações sobre aspectos estruturais e composicionais de compostos químicos complexos. Um espectro de correlação heteronuclear típico exibe mudanças químicas do núcleo X em um eixo e um espectro de prótons no outro eixo. Picos cruzados revelam a conexão entre prótons específicos e núcleos X.

Os principais experimentos de correlação heteronuclear incluem HETCOR, HSQC, HMQC e HMBC. A HSQC, a HMQC e a HMBC registram o espectro de prótons, enquanto o espectro do núcleo X é registrado pela espectroscopia de correlação heteronuclear padrão ou pela HETCOR. O grupo de experimentos HETCOR-HMQC-HSQC não consegue detectar núcleos X sem um próton ligado. A HETCOR é usada quando é necessária uma resolução de pico ultra-alta ao longo do eixo do núcleo X.

A técnica de correlação quântica heteronuclear simples, ou HSQC, investiga correlações de ligação simples de próton para núcleo X. Em um experimento de HSQC, a polarização é transferida de um núcleo de próton para um núcleo X vizinho e então de volta para o núcleo de próton. O sinal dos núcleos de próton é então registrado. A HSQC gera um espectro como o da espectroscopia de correlação quântica múltipla heteronuclear ou HMQC, mas usa um método de supressão diferente, fornecendo melhor resolução de núcleo X ao longo do eixo.

A correlação de ligação múltipla heteronuclear, ou HMBC, é um experimento detectado por próton, como a HMQC, mas com um tempo de atraso inicial mais longo. Este experimento é usado para observar a conectividade de longo alcance entre o próton e o núcleo X, separados por 2 a 3 ligações, com alguns experimentos chegando a 4 ou 5 ligações. Em um experimento de HMBC, correlações diretas de uma ligação são suprimidas como parte da sequência. Os espectros de HMBC dão origem a picos cruzados que correlacionam quais prótons estão acoplados a um núcleo X específico situado a mais de uma ligação de distância. A sequência de pulsos de HMBC com gradiente (gHMBC) oferece melhor supressão de sinais interferentes, tornando-a particularmente útil para analisar moléculas complexas com sinais sobrepostos.