Úvod do monomerů a polymerů v chemii

Monomer je typ molekuly, který má schopnost chemicky se vázat s jinými molekulami v dlouhém řetězci; polymer je řetězec nespecifikovaného počtu monomerů. Monomery jsou v podstatě stavební bloky polymerů, které jsou složitějším typem molekul. Monomery - opakující se molekulární jednotky - jsou spojeny do polymerů kovalentními vazbami.

Slovo monomer pochází mono- (jedna) a -mer (část). Monomery jsou malé molekuly které mohou být spojeny dohromady opakujícím způsobem za vzniku složitějších molekul nazývaných polymery. Monomery tvoří polymery vytvářením chemických vazeb nebo vazbou supramolekulárně prostřednictvím procesu zvaného polymerace.

Někdy jsou polymery vyráběny z vázaných skupin monomerních podjednotek (až několik desítek monomerů) nazývaných oligomery. Aby se kvalifikoval jako oligomer, musí se vlastnosti molekuly významně změnit, pokud je přidána nebo odstraněna jedna nebo několik podjednotek. Příklady oligomerů zahrnují kolagen a kapalný parafin.

Příbuzným termínem je „monomerní protein“, což je protein, který se váže na multiproteinový komplex. Monomery nejsou jen stavebními kameny polymerů, ale jsou důležitými molekulami samy o sobě, které nemusí nutně tvořit polymery, pokud podmínky nejsou správné.

Příklady monomerů zahrnují vinylchlorid (který polymerizuje na polyvinylchlorid nebo PVC), glukóza (která polymerizuje do škrobu, celulózy, laminarinu a glukanů) a aminokyselin (které polymerizují na peptidy, polypeptidy a proteiny). Glukóza je nejhojnějším přírodním monomerem, který polymerizuje vytvářením glykosidických vazeb.

Slovo polymer pochází poly- (mnoho) a -mer (část). Polymer může být přírodní nebo syntetická makromolekula složená z opakujících se jednotek menší molekuly (monomery). Zatímco mnoho lidí používá termín „polymer“ a „plast“ zaměnitelně, polymery jsou mnohem větší třídou molekul, které zahrnují plasty, a mnoho dalších materiálů, jako je celulóza, jantar a přírodní guma.

Sloučeniny s nižší molekulovou hmotností mohou být rozlišeny počtem monomerních podjednotek, které obsahují. Termíny dimer, trimér, tetramer, pentamer, hexamer, heptamer, oktamer, nonamer, dekamer, dodekamer, eikosamer odrážejí molekuly obsahující 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 a 20 monomerní jednotky.

Příklady polymerů zahrnují plasty, jako je polyethylen, silikony, jako je hloupý tmel, biopolymery jako je celulóza a DNA, přírodní polymery, jako je guma a šelak, a mnoho dalších důležitých makromolekuly.

Třídy biologické molekuly mohou být seskupeny do typů polymerů, které vytvářejí, a do monomerů, které působí jako podjednotky:

• Lipidy - polymery nazývané diglyceridy, triglyceridy; monomery jsou glycerol a mastné kyseliny
• Proteiny - polymery jsou známé jako polypeptidy; monomery jsou aminokyseliny
• Nukleové kyseliny - polymery jsou DNA a RNA; Monomery jsou nukleotidy, které se zase skládají z dusíkaté báze, pentózového cukru a fosfátové skupiny
• Sacharidy - polymery jsou polysacharidy a disacharidy *; monomery jsou monosacharidy (jednoduché cukry)

* Technicky nejsou diglyceridy a triglyceridy pravými polymery, protože se tvoří dehydratací syntéza menších molekul, nikoli z mezilehlé vazby monomerů, která charakterizuje pravdu polymerizace.

Polymerizace je proces kovalentního navázání menších monomerů na polymer. Během polymerace se z monomerů ztratí chemické skupiny, takže se mohou spojit. V případě biopolymerů uhlohydrátů je to a dehydratační reakce ve kterém se tvoří voda.

• Cowie, J.M.G. a Valeria Arrighi. "Polymery: Chemie a fyzika moderních materiálů," 3. vydání. Boca Taton: CRC Press, 2007.
• Sperling, Leslie H. "Úvod do fyzikální polymerní vědy," 4. vydání. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
• Young, Robert J. a Peter A. Lovell. "Úvod do polymerů," 3. vydání. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.