단량체는 생명을 유지하고 인공 물질을 제공하는 거대 분자의 기초를 형성합니다. 단량체는 함께 그룹화하여 폴리머라고 불리는 긴 거대 분자 사슬을 형성한다. 다양한 반응은 일반적으로 촉매를 통해 중합으로 이어진다. 단량체의 수많은 예가 자연에 존재하거나 새로운 거대 분자를 만들기 위해 산업에 사용됩니다.
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단량체는 작고 단일 분자입니다. 화학 결합을 통해 다른 단량체와 결합되면, 이들은 중합체를 만듭니다. 폴리머는 단백질과 같이 본질적으로 존재하거나 플라스틱과 같은 인공 일 수 있습니다.
단량체 란 무엇입니까?
단량체는 소분자로서 존재한다. 그것들은 화학 결합을 통해 더 큰 분자의 기초를 형성합니다. 이들 장치가 반복적으로 결합되면 중합체가 형성된다. 과학자 Hermann Staudinger는 단량체가 폴리머를 구성한다는 것을 발견했습니다. 지구상의 생명은 단량체가 다른 단량체에 만드는 본드에 달려 있습니다. 단량체는 폴리머로 인위적으로 구성 될 수 있으며, 결과적으로 중합이라고 불리는 과정에서 다른 분자와 결합된다. 사람들은 플라스틱 및 기타 인공 폴리머를 만들기위한이 기능을 활용합니다. 단량체는 또한 세계의 살아있는 유기체를 구성하는 천연 중합체가됩니다.
자연의 단량체
자연에서 발견되는 중합체는 다른 분자와 쉽게 결합하는 탄소를 특징으로하는 단량체로 만들어집니다. 폴리머를 생성하기 위해 자연에서 사용되는 방법에는 탈수 합성이 포함되며, 이는 분자를 결합하지만 물 분자의 제거를 초래한다. 반면에, 가수 분해는 폴리머를 단량체로 분해하는 방법을 나타낸다. 이것은 효소를 통한 단량체 사이의 결합을 파괴하고 물을 첨가하여 발생합니다. 효소는 화학 반응 속도를 높이기위한 촉매로 작용하며 그 자체가 큰 분자입니다. 중합체를 단량체로 분해하는 데 사용되는 효소의 예는 아밀라아제이며, 이는 전분을 설탕으로 전환시킨다. 이 과정은 소화에 사용됩니다. 사람들은 또한 유화, 두껍게 및 음식과 약을 안정화시키기 위해 천연 중합체를 사용합니다. 천연 폴리머의 일부 추가 예는 다음과 같습니다.
- 콜라겐
- 케라틴
- DNA
- 고무
- 양모
- 다른 사람들 중
간단한 설탕 단량체
간단한 설탕은 단당류라고 불리는 단량체입니다. 단당류는 탄소, 수소 및 산소 분자를 함유한다. 이 단량체는 식품에서 발견되는 에너지 저장 분자 인 탄수화물로 알려진 중합체를 구성하는 긴 사슬을 형성 할 수 있습니다. 포도당은 포뮬러 C 6 를 갖는 단량체이다 H 12 o 6 , 기본 형태의 6 개의 탄소, 12 개의 수소 및 6 개의 산소가 있음을 의미합니다. 포도당은 주로 식물의 광합성을 통해 만들어지며 동물의 궁극적 인 연료입니다. 세포는 세포 호흡을 위해 포도당을 사용합니다. 포도당은 많은 탄수화물의 기초를 형성합니다. 다른 단순한 설탕에는 갈락토스와 과당이 포함되며, 이들은 또한 동일한 화학적 공식을 가지고 있지만 구조적으로 다른 이성질체입니다. 펜 토스는 리보스, 아라비 노스 및 자일 로스와 같은 단순한 설탕입니다. 설탕 단량체를 결합하면 이당류 (2 개의 설탕으로 만든) 또는 다당류라고 불리는 더 큰 중합체가 생성됩니다. 예를 들어, 자당 (테이블 설탕)은 두 개의 단량체, 포도당 및 과당을 첨가하는 데 유래되는 이당류입니다. 다른 이당류에는 유당 (우유의 설탕) 및 말토 토스 (셀룰로오스의 부산물)가 있습니다.
많은 단량체로 만든 거대한 다당류 인 전분은 식물의 에너지의 주요 저장 역할을하며 물에 용해 될 수 없습니다. 전분은 기저 단량체로서 수많은 포도당 분자로 만들어집니다. 전분은 사람과 동물이 소비하는 씨앗, 곡물 및 기타 많은 음식을 구성합니다. 단백질 아밀라제는 전분을 염기 단량체 포도당으로 되돌려 놓기 위해 작용한다.
글리코겐은 에너지 저장을 위해 동물이 사용하는 다당류입니다. 전분과 유사하게 글리코겐의 염기 단량체는 포도당입니다. 글리코겐은 더 많은 가지를 가짐으로써 전분과 다릅니다. 세포에 에너지가 필요할 때, 글리코겐은 가수 분해를 통해 포도당으로 다시 분해 될 수 있습니다.
포도당 단량체의 긴 사슬은 또한 식물의 구조적 성분으로 전 세계에서 발견되는 선형의 유연한 다당류 인 셀룰로오스를 구성합니다. 셀룰로오스에는 지구 탄소의 절반 이상이 있습니다. 많은 동물들은 반추 동물과 흰개미를 제외하고 셀룰로오스를 완전히 소화 할 수 없습니다.
다당류의 또 다른 예인 더 취성 거대 분자 키틴은 곤충과 갑각류와 같은 많은 동물의 껍질을 만들어냅니다. 따라서 포도당과 같은 단순한 설탕 단량체는 살아있는 유기체의 기초를 형성하고 생존을 위해 에너지를 산출합니다.
지방의 단량체
지방은 소수성 (물 반전제) 인 지질, 중합체의 한 유형입니다. 지방의 염기 단량체는 알코올 글리세롤이며, 이는 지방산과 결합 된 하이드 록 실기를 갖는 3 개의 탄소를 함유한다. 지방은 단순 설탕, 포도당보다 두 배나 많은 에너지를 산출합니다. 이러한 이유로 지방은 동물을위한 일종의 에너지 저장 역할을합니다. 2 개의 지방산과 1 개의 글리세롤을 가진 지방을 디아 실 글리세롤 또는 인지질이라고합니다. 3 개의 지방산 꼬리와 1 개의 글리세롤을 갖는 지질을 트리 아실 글리세롤, 지방 및 오일이라고합니다. 지방은 또한 세포의 혈장 막뿐만 아니라 신체와 신경의 절연을 제공합니다.
아미노산 :단백질의 단량체
아미노산은 단백질의 서브 유닛으로, 자연 전체에서 발견 된 중합체이다. 따라서 아미노산은 단백질의 단량체이다. 염기성 아미노산은 아민 그룹을 갖는 포도당 분자로 만들어진다 (NH <서브> 3 ), 카르 복실 그룹 (COOH) 및 R- 그룹 (측쇄). 20 개의 아미노산이 존재하며 단백질을 만들기 위해 다양한 조합으로 사용됩니다. 단백질은 살아있는 유기체에 많은 기능을 제공합니다. 몇몇 아미노산 단량체는 펩티드 (공유) 결합을 통해 결합하여 단백질을 형성한다. 2 개의 결합 아미노산이 디 펩티드를 구성합니다. 3 개의 아미노산이 트립 펩티드를 구성하고 4 개의 아미노산이 테트라 펩티드를 구성 하였다. 이 협약을 통해 4 개가 넘는 아미노산을 가진 단백질은 또한 폴리펩티드라는 이름을 가지고 있습니다. 이들 20 개의 아미노산 중에서, 염기 단량체는 카르 복실 및 아민 기와 함께 포도당을 포함한다. 따라서 포도당은 또한 단백질의 단량체라고 할 수있다.
아미노산은 1 차 구조로 사슬을 형성하고, 추가 2 차 형태는 알파 나선 및 베타 주름 시트로 이어지는 수소 결합으로 발생한다. 아미노산의 폴딩은 3 차 구조에서 활성 단백질을 초래한다. 추가 폴딩 및 굽힘은 콜라겐과 같은 안정적이고 복잡한 4 차 구조를 생성합니다. 콜라겐은 동물을위한 구조적 기초를 제공합니다. 단백질 케라틴은 동물에게 피부와 머리카락과 깃털을 제공합니다. 단백질은 또한 살아있는 유기체의 반응에 대한 촉매로서 작용하고; 이것을 효소라고합니다. 단백질은 세포 사이의 물질의 통신자 및 발동기 역할을한다. 예를 들어, 단백질 액틴은 대부분의 유기체에서 수송 체의 역할을한다. 단백질의 다양한 3 차원 구조는 각각의 기능을 초래한다. 단백질 구조를 변경하면 단백질 기능의 변화로 이어집니다. 단백질은 세포 유전자의 지시에 따라 만들어집니다. 단백질의 상호 작용과 다양성은 단백질, 포도당 아미노산의 기본 단량체에 의해 결정됩니다.
단량체로서의 뉴클레오티드
뉴클레오티드는 아미노산의 구조를위한 청사진으로서 작용하며, 이는 단백질을 포함한다. 뉴클레오티드는 유기체의 정보를 저장하고 에너지를 전달합니다. 뉴클레오티드는 데 옥시 리보 핵산 (DNA) 및 리보 핵산 (RNA)과 같은 천연 선형 중합체 핵산의 단량체이다. DNA와 RNA는 유기체의 유전자 코드를 전달합니다. 뉴클레오티드 단량체는 5- 탄소 당, 포스페이트 및 질소 염기로 만들어집니다. 염기에는 퓨린에서 유래 한 아데닌 및 구아닌이 포함됩니다. 및 피리 미딘으로부터 유래 된 시토신 및 티민 (DNA) 또는 우라실 (RNA).
결합 된 설탕과 질소 염기는 다른 기능을 산출합니다. 뉴클레오티드는 생명에 필요한 많은 분자의 기초를 형성합니다. 한 가지 예는 유기체를위한 주요 에너지 전달 시스템 인 아데노신 트리 포스페이트 (ATP)입니다. 아데닌, 리보스 및 3 개의 포스페이트 그룹은 ATP 분자를 구성합니다. 포스 포디 에스테르 연결은 핵산 설탕을 함께 연결합니다. 이러한 연결은 음전하를 가지고 있으며 유전자 정보를 저장하기 위해 안정적인 거대 분자를 산출합니다. 설탕 리보스 및 아데닌, 구아닌, 시토신 및 우라실을 함유하는 RNA는 세포 내부의 다양한 방법으로 작용합니다. RNA는 효소 역할을하며 DNA 복제를 돕고 단백질을 만드는 데 도움이됩니다. RNA는 단일 헬릭스 형태로 존재합니다. DNA는 이중 나선 구성을 형성하는보다 안정적인 분자이므로 세포에 대한 폴리 뉴클레오티드입니다. DNA는 당 디 옥시 리보스 및 4 개의 질소 염기 아데닌, 구아닌, 시토신 및 티민을 함유하며, 이는 분자의 뉴클레오티드 염기를 구성한다. DNA의 긴 길이와 안정성은 엄청난 양의 정보를 저장할 수 있습니다. 지구상의 생명은 에너지 분자 ATP뿐만 아니라 DNA와 RNA의 골격을 형성하는 뉴클레오티드 단량체로 계속 빚을지고있다.
플라스틱 용 단량체
비닐 알코올 단량체는 중합체 폴리 (비닐 알코올)를 형성한다. 이 성분은 어린이 퍼티에서 찾을 수 있습니다. 폴리 카보네이트 단량체는 탄소로 분리 된 방향족 고리로 만들어집니다. 폴리 카보네이트는 일반적으로 안경과 음악 디스크에 사용됩니다. 스티로폼 및 단열재에 사용되는 폴리스티렌은 수소 원자를 위해 방향족 고리를 갖는 폴리에틸렌 단량체로 구성된다. 폴리 (클로로 에덴), 일명 폴리 (비닐 클로라이드) 또는 PVC는 클로로 에텐의 여러 단량체로부터 형성된다. PVC는 파이프 및 건물 사이딩과 같은 중요한 품목을 구성합니다. 플라스틱은 다음과 같은 일상 품목에 끝없이 유용한 재료를 제공합니다.
- 자동차 헤드 라이트
- 식품 용기
- 페인트
- 파이프
- 직물
- 의료 장비
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