二次元NMR
縦軸がスピン結合定数 - J分解NMRと呼ばれる。横軸に投影したスペクトルはスピン結合によるピークの分裂が消え、等価な被測定核ごとに唯1本のみのピークが対応した1D-NMRスペクトルとなる。縦軸からスピン結合定数が高精度で求められる。スピン結合の相手が被測定核と同種の場合は同種核J分解NMR、異なる場合は異種核J分解NMRと呼ばれる。
縦軸が化学シフト - 縦軸と横軸が同じ種類の核種の化学シフトであるものを同種核2次元NMR (homonuclear 2D-NMR)、異なるものを異種核2次元NMR (heteronuclear 2D-NMR)と呼ぶ。核種の組み合わせだけでも種類が多くなるが、さらにクロスピークの出現機構により多くの種類がある。主な機構としては、スピン結合している核のピーク同士にクロスピークが出るシフト相関NMR、NOE効果のある核のピーク同士に出るNOE相関NMRがある。
縦軸が拡散係数 - 傾斜磁場パルスを使ったFT-NMRで溶液中の分子の自己拡散係数を測定できるが、その自己拡散係数を縦軸とし化学シフトを横軸とした2D-NMRスペクトルとして表現できる。この測定方法はDOSY (Diffusion Ordered SpectroscopY) と呼ばれる。t1 軸に沿ったピーク強度は単調減少するのみで周期変動するわけではなく、F1 への変換もフーリエ変換ではない。ゆえにその原理は、本来の2D-NMRよりはLC-NMR等のクロマトグラフィーと結合したNMRスペクトルやピークごとの T1 測定(縦緩和時間測定)のNMRスペクトルに似ているといえる。
二次元NMR(にじげんエヌエムアール)は核磁気共鳴 (NMR) 分光法のひとつの手法であり、2D-NMRとも略称する。測定結果であるスペクトルは横軸を被測定核の化学シフトとし、縦軸を測定法による種々のパラメーターとした2次元平面の各点の強度として示される。二次元NMRスペクトルのピークは両パラメータ軸への平行線の交点に現れるという意味から交差ピークまたはクロスピークと呼ばれる。縦軸のパラメータの種類とクロスピークの出現機構により非常にたくさんの二次元NMR測定の種類が考えられ実際に使用されている。普通は後述の対角ピークは交差ピークには含まない。状態が似ている水素が多いと、通常の1次元ピークでは多くのピークが重なり、解析が困難となる。この方法によって、ピークを2次元形式で表示することでピークを分けてより見やすくすることが可能である。
さらにパラメーター軸を追加した3次元NMRや多次元NMRも開発され使用されている。通常のNMRを多次元NMRと特に区別したい場合には「1次元NMR (1D-NMR)」と呼ぶことがある。
HMBC(Heteronuclear multiple-bond correlation spectroscopy、異種核多量子相関分光法)はおよそ2から4結合のより長い範囲にわたる異種核相関を検出する。複数の結合を介した相関を検出する際の障害は、HSQCおよびHMQCシークエンスが特定のカップリング定数の周辺のみを検出できるようなパルス間の特定の遅れ時間(delay time)を含むことである。一結合の場合、カップリング定数は狭い範囲におさまる傾向にあるためこれは問題にはならないが、複数結合のカップリング定数はより広い範囲にわたり、一回のHSQCまたはHMQC実験では全てを捉えることができない。
HMBCでは、この障害はHMQCシークエンスからこれらの遅れの一つを除くことで克服される。これは検出できるカップリング定数の範囲を増加させ、緩和からのシグナル損失も低減する。その代償はスペクトルのデカップリングが不可能になることと、シグナルに位相の歪みが取り込まれることである。HMBCの複数結合のシグナルのみを残して一結合シグナルを抑制するHMBCの改良法が存在する。