目前，对于许多物理学、化学、材料学、生物学和医学等领域的实验室，核磁共振波谱仪已经成为标准配置。对于实际工作者而言，核磁共振波谱仪只是一种工具，对于所得谱图的解释，是他们关心的问题。本书专门叙述采用核磁共振技术研究高分子构象与其微结构的关联，以大分子和相应小分子模型化合物的许多实例，详细说明二单元组、三单元组、四单元组等的构象特征对化学位移的效应。书中特别注重介绍作者本人参与发展的γ-左右式效应及其应用，说明它在计算和解析聚合物NMR波谱归属中的威力。对于那些想要用NMR波谱方法来确定聚合物化学微结构的研究人员来说，本书是一份不可替代的宝贵资源。

本书是美国著名高分子科学家艾伦·托内利教授的代表性著作。在聚合物、共聚物、生物聚合物、改性聚合物、固态聚合物以及聚合物溶液和熔体等的各种NMR测定结果的基础上，系统总结了它们的化学位移与其微结构的关系。包括应用1H、13C、15N、19F、29Si和31P作为分子探针，专门研究聚合物分子构象与其NMR谱和微结构的关联。以大分子和相应小分子模型化合物的许多实例，详细说明二单元组、三单元组、四单元组等的构象特征对化学位移的效应。书中特别注重介绍作者本人参与发展的γ-左右式效应及其应用，说明它在计算和解析聚合物NMR波谱归属中的威力。
对于那些想要用NMR波谱方法来确定聚合物化学微结构的研究人员来说，本书在英文版成书30余年后的今天，仍然是一份不可替代的宝贵资源。本书可供化学、物理学、材料学及其相关领域的研究生、教授、科学家和工程师等参考。

作者简介
艾伦·托内利(Alan E.Tonelli)：1964年在堪萨斯大学获得化学工程学士学位；1968年在斯坦福大学获得高分子化学博士学位，师从诺贝尔化学奖得主保罗·弗洛里（Paul J. Flory）教授。他曾经是AT＆T-Bell实验室聚合物化学研究部的成员，在此研究部工作长达23年。目前，他是北卡罗来纳州立大学纤维与高分子化学的INVISTA讲座教授。他的研究兴趣包括合成和生物聚合物的构型、构象和结构，它们的实验测定，以及确定它们对聚合物材料物理性质的影响。
译者简介
杜宗良：教授、博士生导师。1999年获得四川大学材料学工学博士学位。现任四川大学纺织研究所所长。主要从事乳液聚合、高性能和功能性环境友好涂料及粘接剂、自修复和相变储能等功能高分子材料和纺织品功能整理等的研究；主持国家自然科学基金、“863”计划、省部级科研项目及企业委托项目20多项；出版著作5部、译著1部；发表论文120余篇，其中SCI和EI收录论文约80篇；获准发明专利6项；获省部级科技进步二等奖2项、三等奖3项。

第1章聚合物链的微结构001
1.1引言002
1.2聚合物是大分子002
1.3来自单体聚合的聚合物微结构002
1.3.1定向异构002
1.3.2立体化学异构003
1.3.3几何异构005
1.3.4真不对称聚合物006
1.3.5共聚物序列007
1.4聚合物链的组织007
1.5聚合物性质及其与微结构的关系008

第2章核磁共振010
2.1概述011
2.2核磁共振现象011
2.2.1共振011
2.2.2核自旋的相互作用和弛豫012
2.2.3化学位移013
2.2.4自旋-自旋耦合014
2.3NMR的实验观测015

第3章聚合物的高分辨核磁共振019
3.1引言020
3.2核磁共振氢谱（1H NMR）020
3.3核磁共振碳谱（13C NMR）022
3.4固态中的高分辨13C NMR024
3.4.1偶极展宽024
3.4.2化学位移各向异性025
3.4.3交叉极化026
3.5二维核磁共振028
3.6其他原子核——15N、19F、29Si和31P030

第4章聚合物的核磁共振碳谱032
4.1引言033
4.213C化学位移及其对微结构的依赖性033
4.2.113C核屏蔽033
4.2.2取代基对13C化学位移的影响034
4.2.313C NMR中的γ-取代基效应036
4.2.413C NMR中γ-左右式效应037

第5章运用γ-左右式效应方法预测13C核磁共振化学位移041
5.1引言042
5.2聚合物的构象042
5.2.1聚合物的旋转异构态模型042
5.2.2平均键构象047
5.313C核磁共振化学位移的γ-左右式效应计算048
5.3.1小分子实例048
5.3.2大分子实例050

第6章乙烯基聚合物中立构序列的测定054
6.1概述055
6.2传统方法058
6.2.1有规立构的聚合物058
6.2.2有规立构聚合物的差向聚合059
6.2.3模型化合物060
6.2.4假定的聚合机理060
6.3二维核磁共振测定乙烯基聚合物立构序列062
6.4γ-左右式效应方法的应用065
6.5从立构序列分析确定乙烯基聚合机理066

第7章聚合物的微结构缺陷069
7.1引言070
7.2确定PVF2的区域序列071
7.2.113C NMR072
7.2.219F NMR 076
7.2.32D 19F NMR077
7.3PPO中的区域序列缺陷080

第8章共聚物的微结构091
8.1引言092
8.2共聚单体序列092
8.3共聚物立构序列095
8.4共聚物的构象098
8.5共聚机理103

第9章化学改性聚合物109
9.1引言110
9.2PVC转化为乙烯-氯乙烯共聚物110
9.2.1三正丁基氢化锡还原PVC110
9.2.2E-V共聚物的微结构110
9.2.3PVC模型化合物的(n-Bu)3SnH还原反应115
9.2.4TCH和PVC还原反应的计算机模拟120
9.31,4-聚丁二烯的二卤卡宾改性123
9.3.1PBD的二卤卡宾加聚物中可能的微结构123
9.3.2PBD的二卤卡宾加合物的NMR125

第10章生物聚合物135
10.1引言136
10.2多肽139
10.2.11H共振的2D NMR归属解析139
10.2.22D NMR测定多肽构象143
10.3多核苷酸146
10.4多糖152

第11章固态聚合物158
11.1引言159
11.2固态聚合物的构象159
11.3固态聚合物中的链间堆积164
11.4固态聚合物中的分子运动166
11.5CPMAS/DD 13C NMR在固态聚合物中的应用171
11.5.1聚合物晶体的形态和运动171
11.5.2聚合物的固-固相变178
11.6固态聚合物波谱中观测的其他原子核185
11.6.1CPMAS/DD 29 Si NMR185
11.6.2MAS/DD 31P NMR186
11.6.3CPMAS/DD 15N NMR188
11.7结束语188

索引193

校译者序
目前，在中国与世界各地一样，对于许多物理学、化学、材料学、生物学和医学等领域的实验室，核磁共振波谱仪（NMR谱仪）已经成为标准配置，可以认为它是一种高分辨率的分子探针，以探测各种物质的分子结构和微结构，从而建立结构-性质的关系，以便更好加以利用。
对于实际工作者而言，NMR谱仪只是一种工具，对于所得谱图的解释，是他们zui关心的问题。对于一张NMR谱图，有若干高低、宽窄不同的峰，如何解析这些峰的归属，是他们应用这一技术的关键。对于NMR谱仪的用户而言，由于高分子的谱图通常远比小分子的谱图复杂，在波谱归属解析中面临更大的挑战。本书专门叙述采用NMR技术研究聚合物分子构象与其微结构的关联，以大分子和相应小分子模型化合物的许多实例，详细说明二单元组、三单元组、四单元组等的构象特征对化学位移的效应。书中特别注重介绍作者本人参与发展的γ-左右式效应及其应用，说明它在计算和解析聚合物NMR波谱归属中的威力。对于那些想要用NMR波谱方法来确定聚合物化学微结构的研究人员来说，在英文版成书30余年后的今天，本书仍然是一份不可替代的宝贵资源。
众所周知，翻译工作只是把原作者的写作用另外一种语言表达而已，译者无权任意删改。但是，这个译本的英语原版成书比较早，当时仍然采用ppm作为化学位移的法定单位，现今已经被国际纯粹与应用化学联合会和中国国家标准废止。虽然国内外有许多出版物仍然继续采用ppm，根据责任编辑的慎重建议，译本中删除了化学位移旧的单位ppm，多达180多处。考虑到有不少读者是初学者，需要再解释一下。大家知道，化学位移只是共振峰频率的相对变化值，因为数量级很小，所以用ppm表示较为方便（参见本书2.2.3节），但是在国际纯粹与应用化学联合会的新规定中，在化学位移的峰频率相对变化值定义中加入因子106，正好与ppm抵消后变为1，因此不再需要ppm这种单位来表示化学位移了。中国的国家标准也采用这种定义，因此译文作出相应的删除。但是个别相关的叙述仍然保留，以使上下文完整，并使初学者需要阅读早期文献时不至于一无所知，特此说明。
四十年前，为了让我更好了解美国高分子科学研究的实况，当我在斯坦福大学工作期间的第二年中，导师弗洛里教授特别资助我去美国东海岸的UMass（美国马萨诸塞大学阿默斯特分校）、杜邦公司和贝尔实验室访问交流。在贝尔实验室，Bovey博士和托内利博士对于NMR的深入研究给我留下深刻的印象。Bovey博士是用NMR技术研究聚合物的先驱，曾撰写这一领域的排名靠前本书。托内利博士受聘于贝尔实验室后，致力于聚合物NMR的潜心研究，成就了本书。在NMR方法化学应用研究的几十种专著中，这是唯一以标识NMR与聚合物微结构的关系为重点的书籍，尤其强调与聚合物分子构象的关联，使本书独具特色，值得参考，因此建议杜宗良教授和李瑞霞教授等译校本书。托内利教授专为中译本撰写前言，特此致谢。

吴大诚
2020年5月1日
于四川大学