Monomère
Enchimie,unmonomèreest une substance, le plus souventorganique,utilisée dans la synthèse desoligomèreset despolymèresau cours d'une réaction d'oligomérisation ou depolymérisation[1].Le mot monomère vient du grecmonos,un seul ou une seule, etmeros,partie.
Enbiologie,unmonomère(ousous-unité) est l'élément constitutif desprotéinesmultimériques telles l'hémoglobine.L'agencement des monomères les uns par rapport aux autres est décrit par lastructure quaternairede la protéine.
Cet article s'intéresse aux monomères selon leur définition en chimie.
Fonctionnalité[modifier|modifier le code]
Un monomère peut contenir une ou plusieurs fonctions chimiques susceptibles de participer à la réaction de polymérisation. Chaquegroupe fonctionneld'une molécule de monomère contient un ou plusieurssites réactifs(ousites actifs) capables de former uneliaison chimiqueavec une autre molécule de monomère. Lafonctionnalitéd'un monomère est égale aunombre de sites réactifsque comporte chacune de ses molécules[2].
- Si lafonctionnalitédes monomères est égale à deux, on parle demonomères bifonctionnels.La polymérisation fournit des polymères linéaires (monodimensionnels) ou cycliques (macrocycles).
- Exemple: les molécules insaturées comportant unedouble liaisoncomme la molécule dechlorure de vinyle(nom systématique:chloroéthène) possède deux sites réactifs:
- site réactif→
←site réactif - La double liaison peut s'ouvrir pour former deuxliaisons carbone-carbonesimples avec deux autres molécules dechloroéthène,ce qui conduit à la formation d'une molécule depoly(chlorure de vinyle).
- Si la fonctionnalité moyenne des monomères est supérieure à deux, on parle demonomères plurifonctionnels.Lesmacromoléculesformées contiendront des points de branchement (nœuds) et formeront despolymères ramifiéset au-delà d'untaux de conversioncritique de la réaction de polymérisation, il se formera des polymèresréticulés(tridimensionnels).
- Exemple: les molécules insaturées comportant unetriple liaisonont une fonctionnalité égale à quatre.
Les monomères sont aussi impliqués dans la formation desexciplexeset desexcimères.
Nombre de monomères impliqués dans une polymérisation[modifier|modifier le code]
Une polymérisation ayant lieu avec un seul type de monomère s'appelle une homopolymérisation et donne unhomopolymère.
Une polymérisation ayant lieu avec au moins deux types de monomères s'appelle une copolymérisation et donne uncopolymère.Les monomères utilisés lors d'une copolymérisation sont appeléscomonomères[3].La copolymérisation peut donner:
- uncopolymère,lorsque ce n'est pas spécifié, issu de la copolymérisation de deux comonomères;
- unterpolymère,issu de la copolymérisation de trois comonomères;
- unquaterpolymère,issu de quatre comonomères.
Classification[modifier|modifier le code]
Selon leurorigine,les monomères peuvent être synthétiques ou naturels. Les principaux monomères naturels sont:
- lesacides aminésqui forment les protides (peptidesetprotéines);
- lesoses(monosaccharides) qui forment lesosides;
- lesnucléotidesqui forment lesoligonucléotideset les polynucléotides comme lesacides nucléiquesADNetARN;
- lesisoprènesqui forment lesterpèneset les polyisoprènes comme le cis-1,4-polyisoprène (caoutchouc naturel) et le trans-1,4-polyisoprène (gutta-percha,balata).
Selon leurcomposition,les monomères peuvent être:
- organiques: cas le plus fréquent;
- inorganiques-organiques[4]:tétraéthoxysilane;
- inorganiques:dioxyde de carbone[5],[6],dioxyde de soufre[7].
Selon leurétat physique,les monomères peuvent se présenter à température ambiante etpression atmosphériqueà l'état:
- solide - poudre;
- liquide: dans ce cas le monomère (exemple: lestyrène) peut servir à diluer unerésine polyesterpour la rendre liquide (présente de 5 à 50 % en masse) pour faciliter lelaminagede matériel composite;
- gazeux:éthylène,chlorure de vinyle(VCM),propène,dioxyde de carbone, dioxyde de soufre.
Monomères utilisés en polymérisation radicalaire[modifier|modifier le code]
Le tableau suivant classe les monomères utilisés enpolymérisation radicalairedu plus réactifs au moins réactifs. Cette réactivité diminue avec l'augmentation de l'encombrement stérique.
| Monomère | Formule | Exemples de monomères | Exemples de polymères |
|---|---|---|---|
| Non substitué | CH2=CH2 | Éthylène | PE |
| Mono-substitué | CH2=CHR | Propylène,styrène,chlorure de vinyle,fluorure de vinyle | La majorité des polymères résultants de polymérisation radicalaire:PP,PS,PVC,PVF,etc. |
| 1,1- di-substitué | CH2=CRR/ | 1,1-Dichloroéthène,1,1-Difluoroéthène | PVDC,PVDF |
| 1,2- di-substitué | CHR=CHR/ | ||
| Tri-substitué | CHR=CR/R// | ||
| Tétra-substitué | CRR/=CR//R/// | Tétrafluoroéthylène,chlorotrifluoroéthylène | PTFE,PCTFE |
Références[modifier|modifier le code]
- Dans cet article, les définitions d'oligomérisation, de polymérisation, d'homopolymérisation et de copolymérisation proviennent duGlossaire des termes de base en science des polymères.
- Jean-Pierre Mercier, Philippe Godard,Chimie organique - Une initiation,PPUR,1995,p.240-241(ISBN2-88074-293-5).Pour la dénomination «sites actifs», voir par exemple:[PDF]Georges Mazura,Les matières plastiques,Bulletin de l'union des physiciens,no790,vol.91, janvier 1997,p.93-94.
- (en)Définition decomonomersur le Wiktionary.
- (en)The University of Southern Mississippi
- Inoue, S.; Koinuma, H.; Tsuruta,T. Polym. Lett.,1969, 7, 287
- (en)[PDF]Wouter J. van Meerendonk,CO2 as a Monomer for the Phosgene-free Synthesis of New Polycarbonates,2005
- (en)R.E. Cais, J.H. O'Donnell, F.A. Bovey,Copolymerization of Styrene with Sulfur Dioxide. Determination of the Monomer Sequence Distribution by Carbon-13 NMR,Macromolecules,1977,10 (2),p.254-260,DOI10.1021/ma60056a008,mars 1977, surACS Publications
