Inleiding tot monomeren en polymeren in de chemie

Een monomeer is een type molecuul dat het vermogen heeft om chemisch te binden met andere moleculen in een lange keten; een polymeer is een keten van een niet gespecificeerd aantal monomeren. Monomeren zijn in wezen de bouwstenen van polymeren, die een complexer type moleculen zijn. Monomeren - zich herhalende moleculaire eenheden - worden door covalente bindingen met polymeren verbonden.

Het woord monomeer komt van mono- (een en -mer (een deel). Monomeren zijn klein moleculen die op een herhalende manier kunnen worden samengevoegd om complexere moleculen te vormen die polymeren worden genoemd. Monomeren vormen polymeren door chemische bindingen te vormen of supramoleculair te binden via een proces dat polymerisatie wordt genoemd.

Soms worden polymeren gemaakt van gebonden groepen monomeersubeenheden (tot enkele tientallen monomeren) die oligomeren worden genoemd. Om als oligomeer te kwalificeren, moeten de eigenschappen van het molecuul aanzienlijk veranderen als een of enkele subeenheden worden toegevoegd of verwijderd. Voorbeelden van oligomeren zijn onder meer

Een verwante term is "monomere proteïne", een proteïne die bindt om een ​​multiproteïne-complex te maken. Monomeren zijn niet alleen bouwstenen van polymeren, maar zijn op zichzelf ook belangrijke moleculen, die niet noodzakelijk polymeren vormen, tenzij de omstandigheden goed zijn.

Voorbeelden van monomeren omvatten vinylchloride (dat polymeriseert tot polyvinylchloride of PVC), glucose (dat polymeriseert zetmeel, cellulose, laminarin en glucanen) en aminozuren (die polymeriseren tot peptiden, polypeptiden en eiwitten). Glucose is het meest voorkomende natuurlijke monomeer, dat polymeriseert door glycosidebindingen te vormen.

Het woord polymeer komt van poly- (veel) en -mer (een deel). Een polymeer kan een natuurlijk of synthetisch macromolecuul zijn dat bestaat uit herhalende eenheden van een kleiner molecuul (monomeren). Hoewel veel mensen de term 'polymeer' en 'plastic' door elkaar gebruiken, zijn polymeren een veel grotere klasse van moleculen die kunststoffen bevatten, plus vele andere materialen, zoals cellulose, amber en natuurlijk rubber.

Verbindingen met een lager molecuulgewicht kunnen worden onderscheiden door het aantal monomere subeenheden dat ze bevatten. De termen dimeer, trimeer, tetrameer, pentameer, hexameer, heptameer, octameer, nietamer, decamer, dodecamer, eicosamer weerspiegelt moleculen die 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 en 20 bevatten monomeer eenheden.

Voorbeelden van polymeren zijn onder meer kunststoffen zoals polyethyleen, siliconen zoals domme stopverf, biopolymeren zoals cellulose en DNA, natuurlijke polymeren zoals rubber en schellak, en vele andere belangrijke macromoleculen.

De klassen van biologische moleculen kan worden gegroepeerd in de soorten polymeren die ze vormen en de monomeren die als subeenheden fungeren:

• Lipiden - polymeren genaamd diglyceriden, triglyceriden; monomeren zijn glycerol en vetzuren
• Eiwitten - polymeren staan ​​bekend als polypeptiden; monomeren zijn aminozuren
• Nucleïnezuren - polymeren zijn DNA en RNA; monomeren zijn nucleotiden, die op hun beurt bestaan ​​uit een stikstofbase, pentosesuiker en fosfaatgroep
• Koolhydraten - polymeren zijn polysacchariden en disacchariden *; monomeren zijn monosacchariden (enkelvoudige suikers)

* Technisch gezien zijn diglyceriden en triglyceriden geen echte polymeren omdat ze ontstaan ​​door uitdroging synthese van kleinere moleculen, niet van de end-to-end koppeling van monomeren die waar kenmerkt polymerisatie.

Polymerisatie is het covalent binden van de kleinere monomeren aan het polymeer. Tijdens de polymerisatie gaan chemische groepen verloren uit de monomeren, zodat ze samen kunnen komen. In het geval van biopolymeren van koolhydraten is dit een uitdrogingsreactie waarin water wordt gevormd.

• Cowie, J.M.G. en Valeria Arrighi. "Polymeren: chemie en fysica van moderne materialen", 3e druk. Boca Taton: CRC Press, 2007.
• Sperling, Leslie H. "Inleiding tot fysische polymeerwetenschap", 4e druk. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
• Young, Robert J. en Peter A. Lovell. "Inleiding tot polymeren", 3e ed. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.