Dans le domaine de la chimie organique, relier de petites molécules pour créer des chaînes étendues (des polymères) est une technique fondamentale. Cette transformation, connue sous le nom de polymérisation, fusionne de nombreuses unités monomères en une seule macromolécule plus grande.
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La polymérisation par condensation se produit lorsque deux ou plusieurs monomères se combinent tout en libérant une petite molécule, souvent de l'eau. Une illustration classique concerne la glycine (HOOC – CH2 – NH2). Lorsque deux molécules de glycine réagissent, elles forment le dimère HOOC – CH2 – NH – CO – CH2 – NH2 et libèrent une molécule d'eau. La réaction nécessite au moins un site réactif, tel qu'une double liaison ou deux liaisons simples, sur chaque monomère.
La polymérisation par addition commence avec un monomère qui contient une double ou triple liaison réactive. Les initiateurs (radicaux libres, cations ou anions) rompent la liaison, permettant aux unités monomères successives de s'ajouter. Le styrène (C6H5–CH=CH2) en est un exemple bien connu ; dans des conditions radicalaires, il polymérise en longues chaînes de polystyrène. La polymérisation carbocationique, où les acides génèrent des carbocations chargés positivement, produit également des chaînes étendues telles que les polyacrylates.