El ditiotreitol (DTT), CAS: 3483-12-3, un reactivo ampliamente utilizado en investigación científica, se emplea frecuentemente como agente reductor de ADN sulfhidrilo, agente desprotector y para la reducción de enlaces disulfuro en proteínas. Este nuevo tipo de aditivo ecológico desempeña un papel importante en la mejora del rendimiento de las baterías.
El ditiotreitol (DTT) es un potente agente reductor, y su capacidad reductora se debe principalmente a la estabilidad conformacional del anillo de seis miembros (que contiene enlaces disulfuro) en su estado de oxidación. La reducción de un enlace disulfuro típico por el ditiotreitol consiste en dos reacciones consecutivas de intercambio de enlaces sulfhidrilo-disulfuro. El poder reductor del ditiotreitol (DTT) se ve afectado por el pH, y solo ejerce un efecto reductor cuando el pH es superior a 7. Esto se debe a que solo los aniones tiolato desprotonados son reactivos, mientras que los mercaptanos no lo son, y el pKa de los grupos mercapto es generalmente de 8,3.
El ditiotreitol (DTT) se usa comúnmente para reducir los enlaces disulfuro de las moléculas de proteínas y los polipéptidos. Generalmente se usa como agente protector de sulfhidrilo de proteínas y en preparaciones de vacunas para prevenir la formación de enlaces disulfuro intramoleculares e intermoleculares en los residuos de cisteína de las proteínas. En el proceso de detección de ácidos nucleicos, el ditiotreitol (DTT) puede destruir los enlaces disulfuro en la proteína RNasa, desnaturalizar la RNasa y facilitar la realización de experimentos como la construcción de bibliotecas de ARN y la amplificación de ARN. El ditiotreitol (DTT) también se usa como antídoto para proteger células y tejidos, como radioprotector, etc.
Sin embargo, el ditiotreitol (DTT) a menudo no puede reducir los enlaces disulfuro presentes en la estructura proteica (inaccesibles al disolvente). La reducción de dichos enlaces disulfuro suele requerir la desnaturalización previa de la proteína.
Para inhibir el efecto de transporte de polisulfuros en las baterías de litio-azufre y mejorar su rendimiento electroquímico, se utiliza ditiotreitol (DTT) como agente de cizallamiento para eliminar los polisulfuros de alto orden y evitar su disolución. El DTT se mezcla con papel de nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) para crear una capa intermedia. Esta capa se coloca entre la lámina del electrodo positivo y el separador de la semicelda de litio-azufre, con una densidad superficial de azufre de aproximadamente 2 mg/cm². Las observaciones mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) confirman que el DTT se dispersa uniformemente en la superficie y los huecos del papel de MWCNT. Los resultados de las pruebas electroquímicas muestran que la batería de litio-azufre con estructura tipo sándwich de DTT tiene una capacidad específica de primera descarga de 1288 mAh/g a una tasa de 0,05C. Por primera vez, la eficiencia coulómbica se acerca al 100%, y la capacidad específica durante la carga y descarga a velocidades de 0,5C, 2C y 4C alcanza los 650 mAh/g, 600 mAh/g y 410 mAh/g, respectivamente. La introducción de la estructura sándwich DTT permite escindir eficazmente los polisulfuros de alto orden, impidiendo su migración al electrodo negativo de litio y, por lo tanto, inhibiendo el efecto lanzadera y mejorando la estabilidad del ciclo y la eficiencia coulómbica de las baterías de litio-azufre.
Cabe destacar que el ditiotreitol (DTT) es una sustancia tóxica. Por ejemplo, en presencia de metales de transición, puede causar daño oxidativo a las moléculas biológicas. Asimismo, puede potenciar la toxicidad de algunos compuestos que contienen arsénico y mercurio. El ditiotreitol (DTT) tiene un olor penetrante que puede ser perjudicial para la salud por inhalación y contacto con la piel. Por lo tanto, es necesario protegerse durante su manipulación, usar mascarilla, guantes y gafas de seguridad, y trabajar en una campana extractora.
El treitol (DTT) como agente de cizallamiento en baterías de litio-azufre.
La batería de litio-azufre se considera un sistema de baterías con gran potencial debido a su alta densidad de energía y su respeto por el medio ambiente. Sin embargo, el "efecto lanzadera" de los polisulfuros provoca una vida útil reducida y una autodescarga grave, lo que limita su aplicación.
El tiotreitol (DTT) se puede agregar a la batería como agente de cizallamiento. Puede romper rápidamente los enlaces disulfuro a temperatura ambiente, romper los polisulfuros de alto orden para evitar su disolución, inhibir el efecto de transporte de iones y aumentar el rendimiento electroquímico de las baterías de litio-azufre.
Ditiotreitol (DTT) como aditivo electrolítico en baterías alcalinas de aluminio/aire.
En las baterías alcalinas de aluminio/aire, el ditiotreitol puede formar una capa protectora uniforme y estable mediante enlaces covalentes dinámicos en la superficie del ánodo de aluminio, inhibir la autocorrosión del ánodo de aluminio y mejorar eficazmente su rendimiento.
Fecha de publicación: 31 de diciembre de 2021