Rotatie om -NH-CO- binding in amide


De startverbinding is N-methylacetamide, waaraan het toevoegen van substituenten niet veel zin heeft. Het resultaat voor deze verbinding toont aan waar het om gaat: een relatief hoge barriere voor iets wat een enkele binding lijkt. (Bovendien zien we het geringe verschil voor de beide eind-conformaties s-trans en s-cis.)

Een enkele binding lijkt, maar niet is. Intussen zal geleerd zijn dat er conjugatie plaatsvindt tussen het vrije electronenpaar op stikstof en het carbonyl pi systeem. Het stikstof-atoom heeft een vlakke sp2-omringing, met een p orbital die overlapt met het pi systeem. Dit geeft de N-C binding in zekere mate een dubbele-binding-karakter, dat verloren zou gaan bij rotatie.
Deze conjugatie kunnen we zichtbaar maken via een berekening van de orbitalen. Ga hierbij uit van formaldehyde (iets lager op de edit-pagina), en breid dit uit tot s-trans N-methylacetamide. Voeg daarna de volgende keywords toe aan de eerste regel in het tekstvenster, achter NOINTER:
MMOK GRAPH VECTORS

Volg in het resultaatvenster de link naar de orbitalen (hiervoor is uiteraard wel een VRML viewer nodig) en ga op zoek naar de laagste pi orbitaal.
In een eerdere sessie bleek dit orbitaal nr. 8 te zijn, die er als volgt uitzag: Duidelijk is te zien dat de pi orbitaal zich uitstrekt over het hele N-C=O systeem (de C=O wijst naar boven, de N-H naar beneden in dit plaatje).