Wprowadzenie do monomerów i polimerów w chemii

Monomer jest rodzajem cząsteczki, która ma zdolność chemicznego wiązania z innymi cząsteczkami w długim łańcuchu; polimer jest łańcuchem o nieokreślonej liczbie monomerów. Zasadniczo monomery są budulcami polimerów, które są bardziej złożonym typem cząsteczek. Monomery - powtarzające się jednostki molekularne - są połączone w polimery za pomocą wiązań kowalencyjnych.

Słowo monomer pochodzi od mono- (jeden i -mer (część). Monomery są małe molekuły które można łączyć ze sobą w powtarzalny sposób, tworząc bardziej złożone cząsteczki zwane polimerami. Monomery tworzą polimery poprzez tworzenie wiązań chemicznych lub wiązanie supramolekularne w procesie zwanym polimeryzacją.

Czasami polimery są wytwarzane ze związanych grup podjednostek monomeru (do kilkudziesięciu monomerów) zwanych oligomerami. Aby zakwalifikować się jako oligomer, właściwości cząsteczki muszą ulec znacznej zmianie, jeśli jedna lub kilka podjednostek zostanie dodanych lub usuniętych. Przykłady oligomerów obejmują kolagen i ciekła parafina.

Powiązanym terminem jest „białko monomeryczne”, które jest białkiem, które wiąże się, tworząc kompleks wielobiałkowy. Monomery to nie tylko budulec polimerów, ale same w sobie ważne cząsteczki, które niekoniecznie tworzą polimery, chyba że warunki są odpowiednie.

Przykłady monomerów obejmują chlorek winylu (który polimeryzuje do polichlorku winylu lub PCW), glukozę (która polimeryzuje w skrobię, celulozę, laminarynę i glukany) i aminokwasy (które polimeryzują w peptydy, polipeptydy i białka). Glukoza jest najliczniejszym naturalnym monomerem, który polimeryzuje poprzez tworzenie wiązań glikozydowych.

Słowo polimer pochodzi od poli- (wiele) i -mer (część). Polimer może być naturalną lub syntetyczną makrocząsteczką składającą się z powtarzających się jednostek mniejszej cząsteczki (monomerów). Podczas gdy wiele osób używa zamiennie termin „polimer” i „plastik”, polimery są znacznie większą klasą cząsteczek, które obejmują tworzywa sztuczne oraz wiele innych materiałów, takich jak celuloza, bursztyn i naturalne gumowy.

Związki o niższej masie cząsteczkowej można rozróżnić na podstawie liczby podjednostek monomerycznych, które zawierają. Terminy dimer, trimer, tetramer, pentamer, heksamer, heptamer, octamer, nonamer, decamer, dodecamer, eicosamer odzwierciedlają cząsteczki zawierające 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 i 20 jednostki monomeru.

Przykłady polimerów obejmują tworzywa sztuczne, takie jak polietylen, silikony, takie jak głupiutki kit, biopolimery takich jak celuloza i DNA, naturalne polimery, takie jak guma i szelak, i wiele innych ważnych makrocząsteczki.

Klasy cząsteczki biologiczne można pogrupować według rodzajów polimerów, które tworzą, i monomerów, które działają jak podjednostki:

• Lipidy - polimery zwane diglicerydami, trójglicerydy; monomerami są glicerol i kwasy tłuszczowe
• Białka - polimery są znane jako polipeptydy; monomery są aminokwasami
• Kwasy nukleinowe - polimery to DNA i RNA; monomery są nukleotydami, które z kolei składają się z zasady azotowej, cukru pentozowego i grupy fosforanowej
• Węglowodany - polimery to polisacharydy i disacharydy *; monomery to monosacharydy (cukry proste)

* Technicznie, diglicerydy i trójglicerydy nie są prawdziwymi polimerami, ponieważ tworzą się poprzez odwodnienie synteza mniejszych cząsteczek, a nie kompleksowe połączenie monomerów, które charakteryzuje prawdę polimeryzacja.

Polimeryzacja to proces kowalencyjnego wiązania mniejszych monomerów z polimerem. Podczas polimeryzacji grupy chemiczne są tracone z monomerów, aby mogły się ze sobą łączyć. W przypadku biopolimerów węglowodanów jest to: reakcja na odwodnienie w którym powstaje woda.

• Cowie, J.M.G. i Valeria Arrighi. „Polimery: chemia i fizyka współczesnych materiałów”, wyd. 3. Boca Taton: CRC Press, 2007.
• Sperling, Leslie H. „Wprowadzenie do fizyki polimerów”, wydanie 4. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
• Young, Robert J. i Peter A. Lovell. „Wprowadzenie do polimerów”, wydanie 3. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.