研究人员对手性分子脯氨醇的逐步水合过程进行了结构层面的分析，结果显示，仅需少量水分子参与，就可能使该分子的优选构象发生完全改变。相关研究成果已发表在《美国化学会志》上。

水与手性分子相互作用受关注

物理化学旨在用物理学原理解释化学过程在分子尺度上的机制，其中一项重要方向是理解分子在反应或过程中的结构变化。研究团队指出，鉴于水在化学与生物过程中具有核心作用，厘清手性分子与水的相互作用对于理解分子行为具有重要意义。

手性分子指由相同原子组成、但与其镜像无法重叠的分子，类似左右手或一双鞋的关系。

研究聚焦脯氨醇的逐步水合

在这一背景下，巴斯克大学/埃斯卡尔·埃尔里科·乌尼贝尔西塔蒂（EHU）光谱学小组与生物物理研究所（CSIC/EHU）的研究人员在埃米利奥·J·科西内罗（Emilio J. Cossío）带领下，考察了脯氨醇与一、二、三分子水的相互作用。脯氨醇被广泛用作不对称合成中的手性催化剂与辅助剂，同时也是化学合成中的构建模块。

科西内罗表示，这项工作将通常分别讨论的三个尺度联系起来：孤立分子、少量水分子参与的微溶剂化，以及分子在溶液中的表现。该研究也属于团队利用高分辨率光谱技术解析分子结构的系列工作之一，并近期获得西班牙生物物理学会（SBE）重点推荐。

结果显示水并非“被动介质”

研究结果显示，水在分子构象选择中并非仅作为被动“介质”，而是会主动影响分子所采取的结构。科西内罗指出，研究观察到少量水分子即可改变手性分子的优选结构，而构象变化将影响分子对其他分子的识别方式、反应行为以及在化学或生物环境中的功能表现。

研究团队称，脯氨醇分子较小且具有代表性，并包含醇与胺两个关键官能团，能够与水分子产生强相互作用，因此适合作为模型体系，用于观察水如何与分子内部键相竞争并推动结构改变。其柔性结构也使水合诱导效应更易被识别。

科西内罗进一步表示，通过逐步加入水分子，研究人员观察到脯氨醇会转向在常规条件下被视为“不利”的构象，水分子在其中起到“构象开关”的作用。

多手段结合连接微溶剂化与溶液行为

研究采用的实验路径结合了超高分辨率旋转光谱、理论计算，以及通过核磁共振（NMR）与模拟开展的溶液研究。研究团队表示，这一组合方法使得能够更细致地将少量水分子参与时的相互作用，与分子在溶液中的实际行为进行对应。

科西内罗称，要理解分子在水中的行为，有时只需关注两三个溶剂分子的作用，并认为这一思路对其他化学与生物体系同样具有意义。