Неорганические полимеры

Многие неорганические вещества представляют собой полимеры. Полимерную структуру имеют все металлы, некоторые неметаллы (пластическая сера, черный и красный фосфор, углерод в виде алмаза, графита, древесного и каменного угля), кремниевые кислоты, силикаты, алюмосиликаты, диоксид кремния, полисилан и др.

 

Элементоорганические полимеры

Это такие полимеры, которые в основной цепи содержат не атомы не углерода, а других элементов (кремния, алюминия, кислорода, фосфора). Боковые цепи в таких полимерах представлены органическими радикалами. Например, состав кремнийорганических полимеров – силиконов можно изобразить так:

R R R

| | |

− Si− O− Si− O− Si− O−

| | |

R R R

Биополимеры

Биополимеры – это природные высокомолекулярные соединения. К ним относят полисахариды, полипептиды, белки, нуклеиновые кислоты.

Полисахариды

Полисахариды – это биополимеры, состоящие из остатков моносахаридов. Важнейшими представителями полисахаридов являются целлюлоза, крахмал, инулин, гликоген. Имея общую формулу (С₆Н₁₀О₅)_n, полисахариды отличаются структурой макромолекулы. Крахмал и гликоген состоит из остатков α -глюкозы, целлюлоза – из остатков β -глюкозы, инулин – из остатков фруктофуранозы. Полисахариды под каталитическим влиянием кислот подвергаются гидролизу. Конечным продуктом гидролиза крахмала, гликогена и целлюлозы является глюкоза, инулина – фруктоза.

Белки

Белки – это биополимеры, состоящие из остатков α -аминокислот. Белки являются важнейшими биологическими веществами: они необходимы для жизнедеятельности организмов. Синтез белков в организме осуществляется посредством реакций поликонденсации:

nH₂N− СНR− COOH ↔ [− NH− СНR− CO− ]_n + nH₂O

В молекулах белков многократно повторяется так называемая пептидная группа атомов − CO− NH−. Соединения, состоящие из множества соединенных между собой пептидных звеньев, называются полипептидами. Соответственно белки относят к полипептидам. Структуру цепи такого белкового полимера можно представить следующим образом:

где R, R^/, R^// - боковые радикалы одинаковых или различных α -аминокислот.

Число остатков аминокислот, входящих в пептидную цепь, бывает очень большим, поэтому молекулярные массы белков могут достигать нескольких миллионов. К распространенным белкам относятся гемоглобин (в крови человека), казеин (в коровьем молоке), альбумин (в курином яйце).

По составу белки делят на простые (протеины) и сложные (протеиды). При гидролизе простых белков образуются только α -аминокислоты, при гидролизе сложных – α -аминокислоты и небелковые вещества.

В белках выделяют четыре уровня структур.

Первичная структура белков – это структура пептидной цепи, т.е. набор аминокислотных остатков и последовательность их соединения друг с другом в белковой молекуле.

Вторичная структура определяется особенностями скручивания полипептидных цепей белковых молекул в спираль за счет возникновения водородных связей между группами − СО− и NH−.

Третичная структура определяется пространственным расположением белковых спиралей за счет возникновения водородных, амидных и дисульфидных связей.

Четвертичная структура определяется пространственным расположением макромолекул, в состав которых входит несколько полипептидных цепей.