Вступ до двомірних методик

Як це витікає з назви, у двомірних експериментах присутні два частотних виміри. Цим вони відрізняються від одномірних методик, що мають тільки один частотний вимір. У будь-якому різновиді двомірної спектроскопії ЯМР в кожному вимірі представлена залежність інтенсивності сигналу від частоти. При графічному представленні двомірного спектру вважають, що виміри в спектрі є ортогональними, хоча, насправді, оскільки мова не йде про геометричні координати, вони могли б бути розташованими під будь-яким кутом один до одного без суттєвого впливу на результативність методу. Частотні виміри можуть відповідати різним комбінаціям хімічного зсуву та скалярної спін-спінової взаємодії. У ряді описаних останнім часом двомірних методик лише один з вимірів є частотним. До таких гібридних експериментів можна віднести метод HPLC-NMR у якому уздовж одного виміру перебуває сигнал звичайного одномірного спектра, а уздовж другого - хроматографічний параметр (час утримання). Аналогічно, можна диференціювати спектри розчинів відповідно до їхніх дифузійних характеристик. У цьому випадку другий вимір відповідає коефіцієнтам самодифузії (метод DOSY).

Широке застосування двомірних методик базується на тому, що вони дають карту внутрішньомолекулярних, а іноді і міжмолекулярних взаємодій. Спостережувані взаємодії (кореляції) можна розділити на три категорії, що істотно розрізняються за фізичною природою. Це взаємодії через спін-спіновий зв’язок, взаємодії через простір і через хімічний обмін. Перша з них, що описана в даному і у наступних розділах підрозділяється на гомоядерну (наприклад ¹Н-¹Н) і гетероядерну (наприклад між ядрами ¹Н –¹³С). За її допомоги вдається ідентифікувати структурні фрагменти молекули і об'єднати їх у щось ціле. Взаємодія через простір є основою ядерного ефекту Оверхаузера. Найбільш часто він використовується для з'ясування стереохімії і конформаційного стану молекули. Цей метод доцільно використовувати лише після встановлення основних деталей хімічної будови молекули, оскільки відмінності в будові можуть повністю змінити інтерпретацію ЯЕО-кореляцій.