Monomerer och polymerer i kemi

En monomer är en typ av molekyl som har förmågan att kemiskt binda till andra molekyler i en lång kedja; en polymer är en kedja med ett ospecificerat antal monomerer. I huvudsak är monomerer byggstenarna för polymerer, som är en mer komplex typ av molekyler. Monomerer - upprepande molekylära enheter - är anslutna till polymerer genom kovalenta bindningar.

monomerer

Ordet monomer kommer från mono- (en) och -meren (del). Monomerer är små molekyler som kan sammanfogas på ett upprepande sätt för att bilda mer komplexa molekyler som kallas polymerer. Monomerer bildar polymerer genom att bilda kemiska bindningar eller binda supramolekylärt genom en process som kallas polymerisation.

Ibland tillverkas polymerer från bundna grupper av monomersubenheter (upp till några dussin monomerer) som kallas oligomerer. För att kvalificera sig som en oligomer måste molekylens egenskaper ändras avsevärt om en eller några underenheter läggs till eller tas bort. Exempel på oligomerer inkluderar kollagen och flytande paraffin.

En besläktad term är "monomert protein", vilket är ett protein som binder sig för att göra ett multiproteinkomplex. Monomerer är inte bara byggstenar av polymerer, utan är viktiga molekyler i sig själva, som inte nödvändigtvis bildar polymerer om inte villkoren är rätt.

Exempel på Monomers

Exempel på monomerer inkluderar vinylklorid (som polymeriserar till polyvinylklorid eller PVC), glukos (som polymeriserar till stärkelse, cellulosa, laminarin och glukaner) och aminosyror (som polymeriserar till peptider, polypeptider och proteiner). Glukos är den vanligaste naturliga monomeren, som polymeriserar genom att bilda glykosidbindningar.

polymerer

Ordet polymer kommer från poly- (många) och -meren (del). En polymer kan vara en naturlig eller syntetisk makromolekyl som består av upprepande enheter av en mindre molekyl (monomerer). Medan många använder termen "polymer" och "plast" utbytbart, är polymerer en mycket större klass av molekyler som inkluderar plast plus många andra material, såsom cellulosa, bärnsten och naturgummi.

Föreningar med lägre molekylvikt kan särskiljas med antalet monomera subenheter som de innehåller. Termen dimer, trimer, tetramer, pentamer, hexamer, heptamer, oktamer, nonamer, decamer, dodecamer, eicosamer återspeglar molekyler som innehåller 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 och 20 monomerenheter.

Exempel på polymerer

Exempel på polymerer inkluderar plast såsom polyeten, silikoner såsom dum kitt, biopolymerer såsom cellulosa och DNA, naturliga polymerer såsom gummi och schellack och många andra viktiga makromolekyler.

Grupper av monomerer och polymerer

Klasserna av biologiska molekyler kan grupperas i de typer av polymerer som de bildar och monomererna som fungerar som underenheter:

• lipider - polymerer som kallas diglycerider, triglycerider; monomerer är glycerol och fettsyror
• proteiner - polymerer är kända som polypeptider; monomerer är aminosyror
• Nukleinsyror - polymerer är DNA och RNA; monomerer är nukleotider, som i sin tur består av en kvävehaltig bas, pentosesocker och fosfatgrupp
• kolhydrater - polymerer är polysackarider och disackarider *; monomerer är monosackarider (enkla sockerarter)

* Tekniskt sett är diglycerider och triglycerider inte riktiga polymerer eftersom de bildas via dehydratiseringssyntes av mindre molekyler, inte från slut-till-ände-koppling av monomerer som kännetecknar verklig polymerisation.

Hur polymers bildar

Polymerisation är processen för kovalent bindning av de mindre monomererna i polymeren. Under polymerisation förloras kemiska grupper från monomererna så att de kan gå samman. När det gäller biopolymerer av kolhydrater är detta en dehydratiseringsreaktion där vatten bildas.

Resurser och vidare läsning

• Cowie, J.M.G. och Valeria Arrighi. "Polymerer: Kemi och fysik för moderna material", 3: e upplagan. Boca Taton: CRC Press, 2007. 
• Sperling, Leslie H. "Introduction to Physical Polymer Science," 4: e upplagan. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.  
• Young, Robert J., och Peter A. Lovell. "Introduktion till polymerer," 3: e upplagan. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.