Monomer

Ein Monomer ( / ˈ m ɒ n ə m ər / MON -ə-mər ; mono- , „eins“ + -mer , „Teil“) ist ein Molekül , das mit anderen Monomermolekülen zu einer größeren Polymerkette oder einem zwei- oder dreidimensionalen Netzwerk reagieren kann. Dieser Prozess wird Polymerisation genannt . ^[¹^]^[²^]^[³^]

IUPAC- Definition

Monomermolekül : Ein Molekül, das polymerisieren kann und dadurch Bausteine zur essentiellen Struktur eines Makromoleküls beiträgt . ^{[ 4 ]}

Einstufung

In der Chemie werden Monomere nach ihrem Typ klassifiziert, und zwar in zwei große Klassen, je nachdem, welche Art von Polymer sie bilden.

Nach Typ:

natürlich vs. synthetisch, z. B. Glycin vs. Caprolactam .
polar vs. unpolar, z. B. Vinylacetat vs. Ethylen .
zyklisch vs. linear, z. B. Ethylenoxid vs. Ethylenglykol .

Nach Art des Polymers bilden sie sich:

diejenigen, die an der Kondensationspolymerisation teilnehmen
diejenigen, die an der Additionspolymerisation teilnehmen

Die unterschiedliche Stöchiometrie ^{[ 5 ]} führt dazu, dass jede Klasse ihre eigene Polymerform bildet.

Die Polymerisation eines einzigen Monomers ergibt ein Homopolymer . Viele Polymere sind Copolymere , d. h. sie werden aus zwei verschiedenen Monomeren hergestellt. Bei Kondensationspolymerisationen beträgt das Comonomerverhältnis üblicherweise 1:1. Beispielsweise benötigt die Bildung vieler Nylons gleiche Mengen einer Dicarbonsäure und eines Diamins . Bei Additionspolymerisationen liegt der Comonomeranteil oft nur bei wenigen Prozent. So werden beispielsweise geringe Mengen des Monomers 1-Octen mit Ethylen copolymerisiert, um spezielles Polyethylen zu erhalten.

Synthetische Monomere

Ethylengas (H₂C ₌ CH₂ ₎ ist das Monomer für Polyethylen .
Zu den weiteren modifizierten Ethylenderivaten gehören:
- Tetrafluorethylen ( _F₂C =CF₂ _{) , das zu}Teflon führt
- Vinylchlorid (H₂C ₌ CHCl), das zu PVC führt
- Styrol ( _C₆H₅CH = _CH₂₎ führt zu Polystyrol
Epoxidmonomere können untereinander oder durch Zugabe eines Co-Reaktanten vernetzt werden, um Epoxid zu bilden.
BPA ist der Monomervorläufer für Polycarbonat.
Terephthalsäure ist ein Comonomer, das mit Ethylenglykol Polyethylenterephthalat bildet .
Dimethylsiliciumdichlorid ist ein Monomer, das bei der Hydrolyse Polydimethylsiloxan ergibt .
Ethylmethacrylat ist ein Acrylmonomer , das in Verbindung mit einem Acrylpolymer katalysiert und einen Acrylatkunststoff bildet, der zur Herstellung künstlicher Nagelverlängerungen verwendet wird.

Biopolymere

Der Begriff „monomeres Protein “ kann auch zur Beschreibung eines der Proteine verwendet werden, aus denen ein Multiproteinkomplex besteht . ^{[ 6 ]}

Natürliche Monomere

Einige der wichtigsten Biopolymere sind im Folgenden aufgeführt:

Aminosäuren

Proteine bestehen aus Aminosäuren als Monomere . Die Polymerisation findet an den Ribosomen statt . Üblicherweise werden etwa 20 verschiedene Aminosäuremonomere zur Proteinbildung verwendet. Daher sind Proteine keine Homopolymere.

Nukleotide

Bei Polynukleinsäuren ( DNA / RNA ) sind die Monomere Nukleotide , die jeweils aus einem Pentosezucker , einer Stickstoffbase und einer Phosphatgruppe bestehen. Nukleotidmonomere befinden sich im Zellkern . Vier verschiedene Nukleotidmonomere dienen als Vorstufen der DNA und vier verschiedene als Vorstufen der RNA.

Glukose und verwandte Zucker

Bei Kohlenhydraten handelt es sich bei den Monomeren um Monosaccharide. Das am häufigsten vorkommende natürliche Monomer ist Glucose , die über glykosidische Bindungen zu den Polymeren Cellulose , Stärke und Glykogen verknüpft ist . ^{[ 7 ]}

Isopren

Isopren ist ein natürliches Monomer, das zu Naturkautschuk polymerisiert , meist zu cis -1,4-Polyisopren, aber auch zu trans- 1,4-Polymer. Synthetische Kautschuke basieren häufig auf Butadien , das strukturell mit Isopren verwandt ist.

Siehe auch

Anmerkungen

^ Young, RJ (1987) Einführung in die Polymere , Chapman & Hall ISBN 0-412-22170-5
^ Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie et al. (2000) IUPAC Gold Book , Polymerisation
^ Clayden, Jonathan ; Greeves, Nick; Warren, Stuart ; Wothers, Peter (2001). Organische Chemie (1. Aufl.). Oxford University Press. S. 1450–1466 . ISBN 978-0-19-850346-0Die
^ Jenkins, AD; Kratochvíl, P.; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). „Glossar grundlegender Begriffe der Polymerwissenschaft (IUPAC-Empfehlungen 1996)“ . Pure and Applied Chemistry . 68 (12): 2287–2311 . doi : 10.1351/pac199668122287 .
^ D. Margerison; GC East; JE Spice (1967). Einführung in die Polymerchemie . Pergamon Press. ISBN 978-0-08-011891-8Die
^ Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Otin Raff, Keith Roberts und Peter Walter, Molekularbiologie der Zelle, 2008, Garland Science, ISBN 978-0-8153-4105-5Die
^ Ebuengan, Kaye. „Biomoleküle: Klassifizierung und strukturelle Eigenschaften von Kohlenhydraten“ . Academia.edu .

[1] Young, RJ (1987) Einführung in die Polymere , Chapman & Hall ISBN 0-412-22170-5

[2] Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie et al. (2000) IUPAC Gold Book , Polymerisation

[clayden_organic-3] Clayden, Jonathan ; Greeves, Nick; Warren, Stuart ; Wothers, Peter (2001). Organische Chemie (1. Aufl.). Oxford University Press. S. 1450–1466 . ISBN 978-0-19-850346-0Die

[4] Jenkins, AD; Kratochvíl, P.; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). „Glossar grundlegender Begriffe der Polymerwissenschaft (IUPAC-Empfehlungen 1996)“ . Pure and Applied Chemistry . 68 (12): 2287–2311 . doi : 10.1351/pac199668122287 .

[5] D. Margerison; GC East; JE Spice (1967). Einführung in die Polymerchemie . Pergamon Press. ISBN 978-0-08-011891-8Die

[6] Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Otin Raff, Keith Roberts und Peter Walter, Molekularbiologie der Zelle, 2008, Garland Science, ISBN 978-0-8153-4105-5Die

[7] Ebuengan, Kaye. „Biomoleküle: Klassifizierung und strukturelle Eigenschaften von Kohlenhydraten“ . Academia.edu .

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