Úvod do monomérov a polymérov v chémii

Monomér je typ molekuly, ktorý má schopnosť chemickej väzby s inými molekulami v dlhom reťazci; polymér je reťazec nešpecifikovaného počtu monomérov. Monoméry sú v podstate stavebnými kameňmi polymérov, ktoré sú zložitejším typom molekúl. Monoméry - opakujúce sa molekulárne jednotky - sú spojené k polymérom kovalentnými väzbami.

Slovo monomér pochádza mono- (jedna) a -mer (Časť). Monoméry sú malé molekuly ktoré môžu byť spojené opakovaným spôsobom za vzniku komplexnejších molekúl nazývaných polyméry. Monoméry tvoria polyméry vytváraním chemických väzieb alebo supramolekulárnou väzbou prostredníctvom procesu nazývaného polymerizácia.

Polyméry sa niekedy vyrábajú z viazaných skupín monomérnych podjednotiek (až do niekoľkých desiatok monomérov) nazývaných oligoméry. Aby sa kvalifikoval ako oligomér, vlastnosti molekuly sa musia významne zmeniť, ak sa pridá alebo odstráni jedna alebo niekoľko podjednotiek. Príklady oligomérov zahŕňajú kolagén a tekutý parafín.

Podobným termínom je „monomérny proteín“, čo je proteín, ktorý sa viaže na multiproteínový komplex. Monoméry nie sú iba stavebnými kameňmi polymérov, ale sú dôležitými molekulami samy osebe, ktoré nevyhnutne netvoria polyméry, pokiaľ nie sú splnené podmienky.

Príklady monomérov zahŕňajú vinylchlorid (ktorý polymerizuje na polyvinylchlorid alebo PVC), glukózu (ktorá polymerizuje na škrob, celulózu, laminarín a glukány) a aminokyseliny (ktoré polymerizujú na peptidy, polypeptidy a proteíny). Glukóza je najhojnejším prírodným monomérom, ktorý polymerizuje tvorbou glykozidických väzieb.

Slovo polymér pochádza poly- (veľa) a -mer (Časť). Polymér môže byť prírodná alebo syntetická makromolekula pozostávajúca z opakujúcich sa jednotiek menšej molekuly (monoméry). Zatiaľ čo mnoho ľudí používa termín „polymér“ a „plast“ zameniteľne, polyméry sú oveľa väčšia trieda molekúl, ktoré zahŕňajú plasty, a mnoho ďalších materiálov, ako je celulóza, jantár a prírodné kaučuk.

Zlúčeniny s nižšou molekulovou hmotnosťou môžu byť rozlíšené počtom monomérnych podjednotiek, ktoré obsahujú. Termíny dimér, trimér, tetramér, pentamér, hexamér, heptamér, oktamér, nonamér, dekamér, dodekamér, eikozamer odrážajú molekuly obsahujúce 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 a 20. monomérne jednotky.

Ako príklady polymérov je možné uviesť plasty, ako je polyetylén, silikóny, ako napríklad hlúpy tmel, biopolyméry ako je celulóza a DNA, prírodné polyméry, ako je guma a šelak, a mnoho ďalších dôležitých makromolekuly.

Triedy biologické molekuly môžu byť zoskupené do typov polymérov, ktoré tvoria a monomérov, ktoré pôsobia ako podjednotky:

• lipidy - polyméry nazývané diglyceridy, triglyceridy; monoméry sú glycerol a mastné kyseliny
• bielkoviny - polyméry sú známe ako polypeptidy; monoméry sú aminokyseliny
• Nukleové kyseliny - polyméry sú DNA a RNA; "Monoméry" sú nukleotidy, ktoré sú zase tvorené dusíkatou zásadou, pentózovým cukrom a fosfátovou skupinou
• sacharidy - polyméry sú polysacharidy a disacharidy *; monoméry sú monosacharidy (jednoduché cukry)

* Technicky nie sú diglyceridy a triglyceridy pravými polymérmi, pretože sa tvoria dehydratáciou syntéza menších molekúl, nie z koncových väzieb monomérov, ktoré charakterizujú pravdu polymerizácie.

Polymerizácia je proces kovalentnej väzby menších monomérov na polymér. Počas polymerizácie sa z monomérov strácajú chemické skupiny, takže sa môžu spojiť. V prípade biopolymérov uhľohydrátov je to a dehydratačná reakcia v ktorej sa vytvára voda.

• Cowie, J.M.G. a Valeria Arrighi. „Polyméry: chémia a fyzika moderných materiálov“, 3. vydanie. Boca Taton: CRC Press, 2007.
• Sperling, Leslie H. "Úvod do fyziky polymérov," 4. vydanie. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
• Young, Robert J. a Peter A. Lovell. "Úvod do polymérov", 3. vydanie. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.