단량체

단량체(單量體, 영어: monomer) 또는 단위체(單位體)는 다른 단량체 분자와 함께 반응하여 중합이라 불리는 과정을 통해 더 큰 중합체 사슬이나 3차원 네트워크를 형성할 수 있는 분자이다.^[1]^[2]^[3] 단량체(monomer)에서 "mono-"는 "하나(one)", "-mer"는 "부분(part)"를 의미한다.

IUPAC 정의

단량체 분자: 중합을 거쳐 고분자의 필수 구조에 구성 단위를 제공하는 분자^[4]

분류

단량체는 여러 가지 방법으로 분류할 수 있다. 단량체는 형성하는 중합체의 종류에 따라 두 가지 부류로 크게 나눌 수 있다. 축합 중합에 참여하는 단량체는 부가 중합에 참여하는 단량체와는 다른 화학양론을 갖는다.^[5]

두 단량체가 축합 중합하여 나일론과 물을 생성한다.

다른 분류 방식들은 다음과 같다.

천연 단량체 대 합성 단량체(예: 글리신 대 카프로락탐)
극성 단량체 대 비극성 단량체(예: 아세트산 비닐 대 에틸렌)
고리형 단량체 대 선형 단량체(예: 산화 에틸렌 대 에틸렌 글리콜)

한 종류의 단량체의 중합은 동종 중합체(homopolymer)를 형성한다. 많은 중합체들은 공중합체(copolymer)로 두 종류 이상의 서로 다른 단량체로 형성된다. 축합 중합의 경우 공단량체(comonomer)의 비율은 일반적으로 1:1이다. 예를 들어, 많은 양의 나일론을 생성하려면 동일한 양의 다이카복실산과 다이아민이 필요하다. 부가 중합의 경우 공단량체의 함량은 단지 몇 %에 불과하다. 예를 들어, 소량의 1-옥텐 단량체를 에틸렌과 공중합하여 특수한 폴리에틸렌을 생성한다.

합성 단량체

에틸렌 가스(H₂C=CH₂)는 폴리에틸렌의 단량체이다.
다른 변형된 에틸렌 유도체들은 다음과 같다.
- 테트라플루오로에틸렌(F₂C=CF₂)은 폴리테트라플루오로에틸렌(테플론)의 단량체이다.
- 염화 바이닐(H₂C=CHCl)은 폴리염화 비닐(PVC)의 단량체이다.
- 스타이렌(C₆H₅CH=CH₂)은 폴리스타이렌의 단량체이다.
에폭사이드 단량체는 에폭시를 형성하기 위해 그 자체로 교차 결합되거나 공반응물을 첨가시켜 교차 결합될 수 있다.
비스페놀 A는 폴리카보네이트의 단량체이다.
테레프탈산은 에틸렌 글리콜과 함께 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 형성하는 공단량체이다.
다이메틸다이클로로실레인은 가수분해시 폴리다이메틸실록세인을 생성하는 단량체이다.
에틸 메타크릴레이트는 아크릴레이트 중합체와 결합할 때 인공 손톱을 만드는 데 사용되는 아크릴레이트 플라스틱을 생성하는 아크릴 단량체이다.

생체고분자

"단량체 단백질"이란 용어는 다중 단백질 복합체를 구성하는 단백질들 중 하나를 지칭하기 위해 사용할 수 있다.^[6]

천연 단량체

주요 생체고분자에 사용되는 단량체들은 다음과 같다.

아미노산

단백질의 단량체는 아미노산이다. 단백질의 합성은 리보솜에서 일어난다. 일반적으로 20가지의 아미노산 단량체가 단백질 합성에 사용된다. 따라서 단백질은 동종 중합체가 아니다.

뉴클레오타이드

핵산(DNA, RNA)의 단량체는 뉴클레오타이드이며, 뉴클레오타이드는 핵염기, 오탄당, 인산으로 구성되어 있다. 뉴클레오타이드 단량체는 세포핵에서 발견된다. 4가지 종류의 뉴클레오타이드 단량체는 DNA의 전구물질이고, 다른 4가지 종류의 뉴클레오타이드 단량체는 RNA의 전구물질이다.

포도당 및 관련 당

다당류의 단량체는 단당류이다. 자연에서 가장 풍부한 단량체는 포도당이며, 셀룰로스, 녹말, 글리코젠과 같은 다당류 중합체에서 단량체인 포도당은 글리코사이드 결합에 의해 서로 연결되어 있다.^[7]

아이소프렌

아이소프렌은 중합되어 천연 고무를 형성하는 천연 단량체로, 대부분의 경우 시스-1,4-폴리아이소프렌이지만, 트랜스-1,4-폴리아이소프렌도 존재한다. 합성 고무는 종종 아이소프렌과 구조적으로 관련된 뷰타다이엔을 기반으로 한다.

같이 보기

각주

↑ Young, R. J. (1987) Introduction to Polymers, Chapman & Hall ISBN 0-412-22170-5
↑ International Union of Pure and Applied Chemistry, et al. (2000) IUPAC Gold Book, Polymerization
↑ Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart; Wothers, Peter (2001). Organic Chemistry (1st ed.). Oxford University Press. pp. 1450–1466. ISBN 978-0-19-850346-0.
↑ “Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)”. 《Pure and Applied Chemistry》 68 (12): 2287–2311. 1996. doi:10.1351/pac199668122287.
↑ D. Margerison, G. C. East, J. E. Spice (1967). 《An Introduction to Polymer Chemistry》. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-011891-8.
↑ Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis,Otin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter, Molecular Biology of the Cell, 2008, Garland Science, ISBN 978-0-8153-4105-5.
↑ Ebuengan, Kaye. “Biomolecules: Classification and structural properties of carbohydrates”. 《Academia.edu》.

외부 링크

Polymer Structure

[1] Young, R. J. (1987) Introduction to Polymers, Chapman & Hall ISBN 0-412-22170-5

[2] International Union of Pure and Applied Chemistry, et al. (2000) IUPAC Gold Book, Polymerization

[clayden_organic-3] Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart; Wothers, Peter (2001). Organic Chemistry (1st ed.). Oxford University Press. pp. 1450–1466. ISBN 978-0-19-850346-0.

[4] “Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)”. 《Pure and Applied Chemistry》 68 (12): 2287–2311. 1996. doi:10.1351/pac199668122287.

[5] D. Margerison, G. C. East, J. E. Spice (1967). 《An Introduction to Polymer Chemistry》. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-011891-8.

[6] Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis,Otin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter, Molecular Biology of the Cell, 2008, Garland Science, ISBN 978-0-8153-4105-5.

[7] Ebuengan, Kaye. “Biomolecules: Classification and structural properties of carbohydrates”. 《Academia.edu》.

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