ジチオスレイトール（DTT）、CAS番号：3483-12-3　新しいタイプのグリーン添加剤

ジチオスレイトール（DTT）、CAS番号：3483-12-3は、広く用いられている科学研究用試薬であり、スルフィドリルDNAの還元剤、脱保護剤、タンパク質中のジスルフィド結合の還元剤としてよく用いられる。新しいタイプのグリーン添加剤は、電池性能の向上に重要な役割を果たしている。

ジチオスレイトール（DTT）は強力な還元剤であり、その還元性は主に酸化状態における6員環（ジスルフィド結合を含む）の立体配座安定性によるものです。ジチオスレイトールによる典型的なジスルフィド結合の還元は、2つの連続したスルフィドリル-ジスルフィド結合交換反応からなります。ジチオスレイトール（DTT）の還元力はpH値に影響され、pH値が7より大きい場合にのみ還元効果を発揮します。これは、脱プロトン化されたチオラートアニオンのみが反応性を示し、メルカプタンは反応性を示さないためであり、メルカプト基のpKaは一般的に8.3です。

ジチオスレイトール（DTT）は、タンパク質分子やポリペプチドのジスルフィド結合を還元するために一般的に使用されます。通常、タンパク質のスルフィドリル保護剤として使用され、ワクチン製剤ではタンパク質のシステイン残基が分子内および分子間ジスルフィドを形成するのを防ぐために使用されます。核酸検出の過程では、ジチオスレイトール（DTT）はRNaseタンパク質のジスルフィド結合を破壊し、RNaseを変性させ、RNAライブラリー構築やRNA増幅などの実験を容易にすることができます。ジチオスレイトール（DTT）は、細胞や組織を保護する解毒剤、放射線防護剤などとしても使用されます。

しかし、ジチオスレイトール（DTT）は、タンパク質構造に埋め込まれたジスルフィド結合（溶媒がアクセスできない結合）を還元できない場合が多い。このようなジスルフィド結合を還元するには、まずタンパク質を変性させる必要がある。

リチウム硫黄電池のシャトル効果を抑制し、リチウム硫黄電池の電気化学的性能を向上させるために、ジチオスレイトール（DTT）をせん断剤として使用し、高次ポリ硫化物をせん断して溶解を防ぐことを試みた。DTTを多層カーボンナノチューブ（MWCNT）紙に混合してDTT中間層を作製した。DTT中間層をリチウム硫黄ボタンハーフセルの正極シートとセパレータの間に配置した。正極シートの硫黄担持表面密度は約2mg/cm2であった。SEM観察結果から、DTTがMWCNT紙の表面と空隙に均一に分散していることが確認された。電気化学試験結果から、DTTサンドイッチ構造のリチウム硫黄電池は、0.05Cのレートで初回放電比容量が1288mAh/gであることがわかった。初めて、クーロン効率が100%に近づき、0.5C、2C、4Cのレートでの充放電時の比容量はそれぞれ650mAh/g、600mAh/g、410mAh/gに達しました。DTTサンドイッチ構造の導入により、高次ポリ硫化物を効果的にせん断することができます。これにより、ポリ硫化物がリチウム負極へ移動するのを防ぎ、シャトル効果を抑制し、リチウム硫黄電池のサイクル安定性とクーロン効率を向上させます。

ジチオスレイトール（DTT）は有毒物質であることに注意が必要です。例えば、遷移金属が存在すると、ジチオスレイトール（DTT）は生体分子に酸化損傷を与える可能性があります。同時に、ジチオスレイトール（DTT）はヒ素や水銀を含む一部の化合物の毒性を増強することもあります。ジチオスレイトール（DTT）は刺激臭があり、吸入や皮膚接触によって健康に害を及ぼす可能性があります。そのため、作業中はマスク、手袋、ゴーグルを着用し、ドラフトチャンバー内で作業するなど、保護対策を講じる必要があります。