Uvod v monomere in polimere v kemiji

Monomer je vrsta molekule, ki se lahko kemično veže z drugimi molekulami v dolgi verigi; polimer je veriga nedoločenega števila monomerov. V bistvu so monomeri gradniki polimerov, ki so kompleksnejši tip molekul. Monomeri - ponavljajoče se molekularne enote - so v polimere povezani s kovalentnimi vezmi.

Beseda monomer izvira mono- (eno) in -meš (del). Monomeri so majhni molekule ki se lahko ponavljajoče povezujejo, da tvorijo bolj zapletene molekule, imenovane polimeri. Monomeri tvorijo polimere tako, da tvorijo kemične vezi ali vežejo supramolekularno s postopkom, imenovanim polimerizacija.

Včasih so polimeri izdelani iz vezanih skupin monomernih podenot (do nekaj deset monomerov), imenovanih oligomeri. Če se lahko štejemo za oligomer, se morajo lastnosti molekule bistveno spremeniti, če dodamo ali odstranimo eno ali več podenot. Primeri oligomerov vključujejo kolagen in tekoči parafin.

Povezani izraz je "monomerni protein", ki je protein, ki se veže, da tvori multiproteinski kompleks. Monomeri niso samo gradniki polimerov, ampak so same po sebi pomembne molekule, ki ne tvorijo nujno polimerov, razen če so pogoji pravi.

Primeri monomerov vključujejo vinil klorid (ki polimerizira v polivinilklorid ali PVC), glukozo (ki polimerizira v škrob, celulozo, laminarin in glukane) in aminokisline (ki polimerizirajo v peptide, polipeptide in beljakovine). Glukoza je najpogostejši naravni monomer, ki polimerizira s tvorbo glikozidnih vezi.

Beseda polimer izvira poli- (veliko) in -meš (del). Polimer je lahko naravna ali sintetična makromolekula, sestavljena iz ponavljajočih se enot manjše molekule (monomerov). Medtem ko veliko ljudi medsebojno zamenjuje izraza „polimer“ in „plastika“, so polimeri veliko večji razred molekul, ki vključuje plastiko in številne druge materiale, na primer celulozo, jantar in naravni guma.

Spojice z nižjo molekulsko maso lahko ločimo po številu monomernih podenot, ki jih vsebujejo. Izrazi dimer, trimer, tetramer, pentamer, heksamer, heptamer, oktamer, nonamer, dekoder, dodekamera, eikoamer odražajo molekule, ki vsebujejo 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 in 20 monomerske enote.

Primeri polimerov vključujejo plastiko, kot je polietilen, silikoni, kot so glupi kiti, biopolimeri kot so celuloza in DNK, naravni polimeri, kot so guma in šelak, in številni drugi pomembni makromolekule.

Razredi biološke molekule lahko razvrstimo v vrste polimerov, ki jih tvorijo, in monomere, ki delujejo kot podenote:

• Lipidi - polimeri, imenovani digliceridi, trigliceridi; monomeri so glicerol in maščobne kisline
• Beljakovine - polimeri so znani kot polipeptidi; monomeri so aminokisline
• Nukleinska kislina - polimeri so DNA in RNA; monomeri so nukleotidi, ki so sestavljeni iz dušikove baze, pentoznega sladkorja in fosfatne skupine
• Ogljikovi hidrati - polimeri so polisaharidi in disaharidi *; monomeri so monosaharidi (enostavni sladkorji)

* Tehnično gledano digliceridi in trigliceridi niso pravi polimeri, ker se tvorijo z dehidracijo sinteza manjših molekul, ne od končne do končne povezave monomerov, ki je značilna resnična polimerizacija.

Polimerizacija je postopek kovalentnega vezanja manjših monomerov v polimer. Med polimerizacijo se iz monomerov izgubijo kemične skupine, tako da se lahko združijo. V primeru biopolimerov ogljikovih hidratov gre za a reakcija dehidracije v katerem nastaja voda.

• Cowie, J.M.G. in Valeria Arrighi. "Polimeri: kemija in fizika sodobnih materialov", 3. izd. Boca Taton: CRC Press, 2007.
• Sperling, Leslie H. "Uvod v fizikalno polimerno znanost", 4. izd. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
• Young, Robert J. in Peter A. Lovell. "Uvod v polimere", 3. izd. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.