ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Различные типы макромолекул из "Химия полимеров" В настоящее время признано, что большое число коллоидов представляет собой высокомолекулярные вещества, и в следующем разделе кратко перечисляются различные типы макромолекул. [c.13] ОТНОСЯТСЯ к другой большой группе конденсационных полимеров,. при получении которых происходит выделение воды или других простейших веществ. [c.14] Цепные макромолекулы этого типа можно получить с любым числом субъединиц (звеньев)—от 10 или 20 до почти миллиона. Более того, какой-то конкретный способ получения может дать целый спектр молекулярных весов. Так, одновременно могут присутствовать молекулы, состоящие из всех возможных количеств звеньев—от одного до многих тысяч. Для отделения более длинных молекул от более коротких можно применить метод фракционирования, однако это служит только способом уменьшения интервала молекулярных весов в данном образце. Существенное отличие синтетических полимеров от обычных классических молекул заключается в том, что в мире малых молекул все отдельные молекулы данного типа имеют одну и ту же массу, тогда как в случае молекул синтетических полимеров это не так. [c.14] Эти полимеры, называемые сополимерами, можно представить формулой АВАВААВВА, где А и В обозначают звенья двух различных типов. Характер расположения звеньев А и В в цепи будет зависеть от относительных количеств первоначально присутствовавших мономеров и от относительных констант скоростей образования А—А-, А—В- и В—В-связей. Однако и в данном случае отдельные макромолекулы отличаются друг от друга по числу звеньев каждого типа и порядку их чередования. [c.14] Если молекула мономера полифункииональна, т. е. содержит больше чем два активных места, то получающийся при этом полимер не будет линейным. Так, полимерный продукт конденсации глицерина с двухосновной органической кислотой будет обязательно представлять собой пространственную (трехмерную) сетку. [c.15] Слабо разветвленные полимеры получаются, если в линейные цепи ввести малое количество сшивающих звеньев, например, если в полимеризующуюся смесь гликоля и двухосновной кислоты добавить немного глицерина. [c.15] Разветвленные полимерные молекулы в отличие от линейных труднее охарактеризовать статистическим путем, и они изучены менее подробно. В настоящей книге они рассматриваются только в отдельных случаях. [c.15] Первый полимер представляет собой анион слабой кислоты, и его можно превратить в незаряженный полимер титрованием кислотой. Второй, напротив, представляет собой сильный электролит, и он заряжен при любых значениях pH. [c.16] Полимеры этого типа отличаются от полимеров-неэлектроли-тов точно так же, как низкомолекулярные электролиты от неэлектролитов. Они растворимы в полярных растворителях, электро-проводны, и на их свойствах сильно отражается кулоновское взаимодействие зарядов. [c.16] По своему строению белки напоминают синтетические полиамфолиты. Существует, однако, и важное отличие—при синтезе ( ., в живых тканях природа создала то, что человеку пока еще не удалось построила все макромолекулы данного белка одинако-выми по массе, по числу боковых групп и по чередованию вдоль цепи. Поэтому физическая химия белков в некоторых случаях более сходна с химией низкомолекулярных соединений, чем с физической химией синтетических полимеров, в особенности, когда речь идет о молекулярном весе и строении, так как в этих ) случаях не требуется рассмотрения распределений и средних величин. [c.17] Некоторые белки состоят пе только из полипептидных цепей типа—ЫН—СНК —СО—ЫН—СНР —СО—, но включают и небольшое количество (реже много) других типов структур. Хорошо известным примером является гемоглобин он содержит железо-порфириновый комплекс. Другие белки, например овальбумин, содержат несколько молекул фосфорной кислоты. Существуют также белки, скомбинированные с углеводами гликопротеиды), жирами, стероидами липопротеидя) или нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды). Особенно важную роль в биологии играют нуклеопротеиды, которые кратко описаны в разделе 2ж. [c.19] В чистом виде выделено свыше 100 различных белков, большинство из них животного происхождения. Многие из них являются ферментами, т. е. обладают специфическим каталитическим воздействием на биохимические реакции. [c.19] И пуриновых или пиримидиновых оснований (рис. 3). в качестве сахаридов могут быть рибоза или дезоксирибоза, в зависимости от чего нуклеиновые кислоты подразделяют на рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). Молекулы ДНК содержать своем составе четыре различных типа оснований аденин, гуанин, цитозин и тимин. У высших животных и растений некоторое количество цитозина заменено на 5-метилцитозин. Молекулы РНК содержат тоже четыре типа оснований аденин, гуанин, цитозин и урацил. Химическое строение нуклеиновых кислот показано на рис. 3. Следует заметить, что в нативной форме—это анион, в котором каждая фосфатная группа несет отрицательный заряд. [c.20] ДНК содержатся в ядрах клеток живых организмов. Было показано, что молекулы ДНК являются действительно основой ядер, так как в их структуре (в основном в порядке чередования оснований) содержится ключ к наследственным характеристикам каждого организма. Это открытие показывает, что каждая клетка должна иметь в своем составе много различных молекул ДНК и, более того, каждый высший организм должен обладать уникальной комбинацией молекул ДНК. Это предположение еще нуждается в окончательном экспериментальном доказательстве, так как до сих пор исследованные образцы ДНК, будучи разного происхождения, представляли собой смеси различных молекул со средним молекулярным весом обычно от 4 ООО ООО до 7 ООО ООО. [c.20] Нуклеиновые кислоты обычно встречаются в природе в комплексе с белками, и наиболее вероятно, что почти всегда они существуют в виде определенных соединений, называемых нуклео-протеидами. Существуют как ДНК-, так и РНК-нуклеопротеиды. Из подробно охарактеризованных пуклеопротеидов, поскольку они способны к саморепродуцнрованию п тем самым к численному росту, известны вирусы. Многие вирусы выделены в чистом виде и некоторые из них закристаллизованы. Одним из наиболее изученных является вирус табачной мозаики. Он содержит 6% РНК и 94% белка его мол. вес 40 000 000. Молекулярные веса других вирусов колеблются от 2 миллионов до 1 миллиарда. [c.20] Нуклеиновая кислота и белок нуклеопротеидов легко отделяются друг от друга и соединяются снова. Это подтверждает, что связи между ними слабы и не могут являться ковалентными. Тем не менее, по крайней мере в случае вирусов, эти компоненты, по-видимому, сосуществуют в определенных соотношениях друг с другом, что позволяет рассматривать нуклеопротеиды как реальные соединения. [c.22] Полисахариды—один из наиболее известных типов природных высокомолекулярных веществ. Это целлюлоза и крахмал— длинноцепные полимеры простых сахаров. Остатки глюкозы в целлюлозе связаны Р-глюкозидными связями, а в крахмале—а-глюкозиднымн связями (рис. 4). [c.22] Структурные форму,ты целлюлозы и крахмала. [c.22] Крахмал—главная составная часть картофеля, зерен пшеницы, кукурузы и т. п. и является основным источником углеводов. В природных продуктах крахмал существует в двух видах в виде амилозы—линейного полимера с молекулярным весом от 10 ООО до 400 ООО и амилопектина—разветвленного полимера с более высоким молекулярным весом. Разветвления в амилопекти-не получаются путем образования связей в положении 1,6 (см. рис. 4). Обе составные части при выделении, по-видимому, подвергаются деструкции, и возможно, что весь крахмал в отдельном его зерне—это одна гигантская молекула. [c.23] Другими важными полисахаридами являются гликоген—продукт, аналогичный крахмалу, но животного происхождения бактериальные полисахариды, например декстран хитин из скелета насекомых, представляющий собой полимер ацетилирован-ного глюкозамина, ряд смол, являющихся сополимерами различных сахаров гиалуроновая кислота—полиэлектролит, представляющий собой сополимер глюкуроновой и Ы-ацетилглюкуроно-вой кислот. Большинство этих веществ до сих пор мало изучено с физико-химической точки зрения. [c.23] Вернуться к основной статье