モノマー

モノマー（/ ˈ m ɒ n ə m ər / MON -ə -mər ; mono-（1つの） + -mer（一部））は、重合と呼ばれるプロセスで他のモノマー分子と反応して、より大きなポリマー鎖または3次元ネットワークを形成できる分子です。^[1]^[2]^[3]

IUPACの定義

モノマー分子：重合反応を起こし、高分子の基本構造に構成単位を与える分子。^[4]

分類

化学ではモノマーを種類別に分類し、形成するポリマーの種類に基づいて 2 つの大まかなクラスに分類します。

タイプ別:

天然と合成、例えばグリシンとカプロラクタムなど
極性と非極性、例えば酢酸ビニルとエチレン
環状対線状、例えばエチレンオキシド対エチレングリコール

ポリマーの種類によって、次のようなものが形成されます。

縮合重合に関与するもの
付加重合に関与するもの

異なる化学量論^[5] により、各クラスはそれぞれの形態のポリマーを生成します。

1 種類のモノマーを重合すると、ホモポリマーが得られます。多くのポリマーはコポリマーであり、つまり 2 つの異なるモノマーから誘導されます。縮合重合の場合、コモノマーの比率は通常 1:1 です。たとえば、多くのナイロンの形成には、等量のジカルボン酸とジアミンが必要です。付加重合の場合、コモノマー含有量は多くの場合、わずか数パーセントです。たとえば、少量の 1-オクテンモノマーをエチレンと共重合すると、特殊なポリエチレンが得られます。

合成モノマー

エチレンガス（H ₂ C = CH _{2 ）は}ポリエチレンのモノマーです。
その他の変性エチレン誘導体には以下のものがあります。
- テトラフルオロエチレン（F ₂ C=CF _{2 ）は}テフロンにつながる
- 塩化ビニル（H _{2 C=CHCl）は}PVCにつながる
- スチレン（C ₆ H ₅ CH=CH _{2 ）は}ポリスチレンにつながる
エポキシドモノマーは、それ自体で架橋するか、共反応物を加えてエポキシを形成する。
BPAはポリカーボネートのモノマー前駆体である
テレフタル酸はエチレングリコールと共重合してポリエチレンテレフタレートを形成する共単量体です。
ジメチルシリコンジクロリドは、加水分解によりポリジメチルシロキサンを生成するモノマーです。
エチルメタクリレートはアクリルモノマーであり、アクリルポリマーと組み合わせると、人工爪エクステンションの作成に使用されるアクリレートプラスチックを触媒して形成します。

バイオポリマー

「モノマータンパク質」という用語は、多タンパク質複合体を構成するタンパク質の1つを説明するために使用されることもあります。^[6]

天然モノマー

主なバイオポリマーのいくつかを以下に示します。

アミノ酸

タンパク質の場合、モノマーはアミノ酸です。重合はリボソームで起こります。通常、タンパク質の生成には約 20 種類のアミノ酸モノマーが使用されます。したがって、タンパク質はホモポリマーではありません。

ヌクレオチド

ポリ核酸 ( DNA / RNA ) の場合、モノマーはヌクレオチドであり、それぞれがペントース糖、窒素塩基、リン酸基で構成されています。ヌクレオチドモノマーは細胞核に存在します。4 種類のヌクレオチドモノマーは DNA の前駆体であり、4 つの異なるヌクレオチドモノマーは RNA の前駆体です。

グルコースおよび関連糖

炭水化物の場合、モノマーは単糖類です。最も豊富な天然モノマーはグルコースであり、これはグリコシド結合によってセルロース、デンプン、グリコーゲンなどのポリマーに結合します。^[7]

イソプレン

イソプレンは、重合して天然ゴムを形成する天然モノマーであり、ほとんどの場合はシス-1,4-ポリイソプレンですが、トランス-1,4-ポリマーの場合もあります。合成ゴムは、多くの場合、イソプレンと構造的に関連するブタジエンをベースにしています。

参照

注記

^ ヤング、RJ (1987)ポリマー入門、チャップマン＆ホールISBN 0-412-22170-5
^ 国際純正応用化学連合他 (2000) IUPACゴールドブック、重合
^ クレイデン、ジョナサン、グリーブス、ニック、ウォーレン、スチュアート、ウォザーズ、ピーター(2001)。有機化学(第 1 版)。オックスフォード大学出版局。pp. 1450–1466。ISBN 978-0-19-850346-0。
^ Jenkins, AD; Kratochvíl, P.; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). 「高分子科学の基本用語集（IUPAC勧告1996）」.純粋および応用化学. 68 (12): 2287–2311. doi : 10.1351/pac199668122287 .
^ D. Margerison; GC East; JE Spice (1967)。高分子化学入門。Pergamon Press。ISBN 978-0-08-011891-8。
^ ブルース・アルバーツ、アレクサンダー・ジョンソン、ジュリアン・ルイス、オティン・ラフ、キース・ロバーツ、ピーター・ウォルター、「Molecular Biology of the Cell」、 2008年、ガーランドサイエンス、ISBN 978-0-8153-4105-5。
^ Ebuengan, Kaye. 「生体分子：炭水化物の分類と構造特性」Academia.edu。

[1] ヤング、RJ (1987)ポリマー入門、チャップマン＆ホールISBN 0-412-22170-5

[2] 国際純正応用化学連合他 (2000) IUPACゴールドブック、重合

[clayden_organic-3] クレイデン、ジョナサン、グリーブス、ニック、ウォーレン、スチュアート、ウォザーズ、ピーター(2001)。有機化学(第 1 版)。オックスフォード大学出版局。pp. 1450–1466。ISBN 978-0-19-850346-0。

[4] Jenkins, AD; Kratochvíl, P.; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). 「高分子科学の基本用語集（IUPAC勧告1996）」.純粋および応用化学. 68 (12): 2287–2311. doi : 10.1351/pac199668122287 .

[5] D. Margerison; GC East; JE Spice (1967)。高分子化学入門。Pergamon Press。ISBN 978-0-08-011891-8。

[6] ブルース・アルバーツ、アレクサンダー・ジョンソン、ジュリアン・ルイス、オティン・ラフ、キース・ロバーツ、ピーター・ウォルター、「Molecular Biology of the Cell」、 2008年、ガーランドサイエンス、ISBN 978-0-8153-4105-5。

[7] Ebuengan, Kaye. 「生体分子：炭水化物の分類と構造特性」Academia.edu。