一项最新研究阐明了水分子在主动重塑手性催化剂结构过程中的关键作用。该研究聚焦于脯氨醇这一广泛使用的手性催化剂与辅助剂，通过分析其逐步水合反应，揭示了仅少量水分子即可显著改变该分子的优选空间构象。相关成果已发表于学术期刊《美国化学会志》。

理解手性分子与水的相互作用，对于认识化学与生物过程具有基础意义。手性分子如同左右手，其结构不能与其镜像完全重叠。鉴于水在自然界和实验室中的普遍存在，探究水如何影响这类分子的结构至关重要。为此，巴斯克大学与生物物理研究所(CSIC/EHU)的光谱学研究团队，在Emilio J. Cocinero的带领下，利用高分辨率光谱技术，详细探查了脯氨醇与一至三个水分子间的相互作用。

研究结果表明，水在分子构象形成中扮演了积极的角色，而非仅作为被动介质。Emilio J. Cocinero解释道：“这项工作使得将通常分开研究的三个尺度联系起来成为可能：孤立的分子、少量水分子的微溶剂化以及溶液中的行为。” 研究人员观察到，脯氨醇的柔性结构及其含有的醇基与胺基，使其成为研究水合效应的理想模型。脯氨醇在与少量水结合后，会采取在无水条件下能量不利的构象，这表明水起到了构象开关的作用。

为深入理解这一手性催化剂的结构转变机制，研究团队结合了超高分辨率旋转光谱、理论计算以及核磁共振与溶液模拟。这种多方法联用的策略，成功地将微溶剂化层面的分子细节与溶液中的宏观行为关联起来。Emilio J. Cocinero总结道：“要了解分子在水中的行为，有时只需仔细观察两三个溶剂分子的行为就足够了。我们认为这个观点也适用于许多其他化学和生物系统。” 这项关于手性催化剂与水相互作用的研究，为后续设计能响应溶剂环境的智能催化体系提供了新的视角。

出版详情：作者：Donatella Loru等人，标题：《逐步水合揭示手性脯氨醇的构象转变》，发表于：《美国化学会志》(2025)。期刊信息：《美国化学会志》