高分子と生体分子:学習ガイド

重要なポイント

高分子は、モノマーと呼ばれる繰り返し単位が多数つながった長い鎖である。付加重合体は二重結合で何も失わずにつながり、縮合重合体は小さな分子(ふつうは水)を失ってつながる。

• 付加重合は C=C をもつモノマーを使う。エテンからポリエチレン、プロペンからポリプロピレン、クロロエテンから PVC、スチレンからポリスチレンができる。繰り返し単位の式はモノマーと同じである。
• 縮合重合は 2 種類の官能基を結び、たとえばジオールとジカルボン酸でポリエステル、ジアミンと二酸でナイロンをつくり、水を放出する。
• 重合度は n = M(重合体) ÷ M(繰り返し単位) である。
• 縮合で n 個のモノマーを 1 本の鎖にすると n − 1 分子の水が放出される。タンパク質、核酸、多糖は天然の縮合重合体である。

主な式

• n = M_polymer ÷ M_repeat unit
• addition: n CH₂=CHX → –(CH₂CHX)ₙ–
• condensation: n monomers → n − 1 H₂O (linear chain)

例題

ポリエチレン試料のモル質量が 28 000 g/mol、繰り返し単位 –CH₂CH₂– が 28 g/mol なので n = 1000。アミノ酸 10 個をつないでペプチドにすると 9 分子の水が放出される。ナイロン-6,6 はヘキサン-1,6-ジアミンとヘキサン二酸からつくられ、つなぎ目ごとにアミド結合ができる。

よくある間違い

• 付加重合体が小さな分子を放出すると考えること。何も失われない。
• n 個のモノマーが 1 本の鎖をつくるとき、水の数を n − 1 ではなく n と数えること。
• 縮合重合体の繰り返し単位に、結合で原子を失う前のモノマーの式を使うこと。

練習

このトピックの練習問題で力試しをしましょう:高分子と生体分子