Desenvolvimento e avaliação da sequência wave-HMBC com pulsos seletivos de múltiplas frequências

A determinação precisa da conectividade estrutural em moléculas orgânicas complexas, fármacos e produtos naturais depende fundamentalmente de experimentos de correlação heteronuclear a longa distância. Desde que foi introduzida, a sequência HMBC (Heteronuclear Multiple Bond Correlation) consolidou-se como uma ferramenta essencial para identificar correlações entre núcleos de hidrogênio e carbono separados por duas, três ou até quatro ligações. (ⁿJ_CH). Entretanto, apesar de sua robustez, o experimento g-HMBC convencional apresenta limitações intrínsecas que podem comprometer a qualidade dos dados em sistemas moleculares mais complexos. Uma dessas limitações está na dependência de um período de tempo para a evolução da magnetização, o chamado delay de longa distância (Δ_LR). Este intervalo temporal, embora essencial para a evolução da coerência de múltiplo quantum, torna a sequência vulnerável à relaxação transversal (T₂), resultando em perda de sensibilidade em moléculas de médio e grande porte ou em sistemas com relaxação acelerada. Outro desafio recorrente é a persistência de sinais de acoplamento direto (¹J_CH), que frequentemente geram dubletos residuais ou artefatos, mesmo com a aplicação de filtros low-pass.

No presente trabalho, é detalhado o desenvolvimento, a implementação e a avaliação da sequência wave-HMBC, uma proposta metodológica que visa superar tais obstáculos através de uma mudança fundamental na arquitetura da sequência de pulsos. A inovação central consiste na substituição do pulso rígido inicial de 90° de ¹H por um pulso seletivo de múltiplas frequências (multifrequency shaped pulse). Esta abordagem permite que a magnetização seja excitada e transferida de forma direcionada apenas para as frequências de interesse, eliminando completamente a necessidade da etapa de evolução passiva

A metodologia experimental foi conduzida utilizando-se um espectrômetro Bruker Avance III operando a 400 MHz para ¹H. Para a formação dos pulsos seletivos, foi utilizado o módulo WaveMaker da Bruker, responsável pela geração automatizada das formas de onda formatadas a partir das listas de frequências de interesse. A seletividade foi ajustada para uma largura de banda de 8 Hz, visando otimizar a captura de acoplamentos de longa distância típicos. A eficácia da proposta foi validada através da análise comparativa com a sequência padrão da Bruker (hmbcgpndqf), utilizando como modelos a estricnina (3% v/v CDCl₃) e o medicamento Trikafta, este último representando uma mistura complexa de princípios ativos com diversos centros quaternários, sendo estes a Ivacaftor, Tezacaftor e Elexacaftor.

Os resultados obtidos demonstram que a wave-HMBC oferece uma boa clareza espectral e uma supressão intrínseca de acoplamentos diretos. Devido à natureza seletiva do pulso formatado, a potência de radiofrequência aplicada é insuficiente para excitar as constantes de acoplamento de uma ligação, que variam entre 130 e 165 Hz. Consequentemente, os espectros resultantes são isentos de dubletos de carbono ligado diretamente a hidrogênio, dispensando filtros eletrônicos adicionais e eliminando o ruído de fundo que muitas vezes obscurece correlações de longa distância mais fracas.

Na análise do Trikafta, os dados de integração de volume revelaram que a wave-HMBC apresentou uma relação sinal-ruído (S/N) significativamente superior para diversos sinais de carbonos quaternários e correlações ³J e ⁴J. Este ganho é atribuído à maior eficiência na transferência de coerência e à redução das perdas por relaxação durante o período de preparo da sequência. Para a estricnina, o ganho de sinal não foi tão efetivo, porém a técnica permitiu uma elucidação com espectros mais limpos que facilitam a atribuição de sinais sobrepostos. Em conclusão, a sequência wave-HMBC consolida-se como uma ferramenta de alta performance para a RMN moderna, sendo especialmente recomendada para a análise de misturas complexas, fármacos de nova geração e sistemas onde a supressão de sinais indesejados e o ganho de sensibilidade são determinantes para a elucidação estrutural.