Fe(III) macrocyclic complexes containing a macrocycle and three pendant groups including phosphonate (NOTP =1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triyl-tris(methylenephosphonic acid), carboxylate (NOTA = 1,4,7 - triazacyclononane - N,N′,N″ – triacetate) or hydroxypropyl (NOHP =(2S,2’S,2”S)-1,1′,1″-(1,4,7-triazonane-1,4,7-triyl)tris(propan-2-ol)) were studied in order to compare the effect of these donor groups on solution chemistry and water proton relaxivity. All three complexes, Fe(NOTP), Fe(NOHP) and Fe(NOTA), display a large degree of kinetic inertness to dissociation in the presence of phosphate and carbonate, under acidic conditions of 100 mM HCl or 1 M HCl or to trans-metalation with Zn(II). The r₁ proton relaxivity of the complexes at 1.4 T, 33 °C is compared over the pH range of 1 to 10. At pH 7.4, 33 °C, 1.4 T, Fe(NOHP) has the largest relaxivity (1.5 mM⁻¹ s⁻¹), Fe(NOTP) is second at 1.0 mM⁻¹ s⁻¹, whereas Fe(NOTA) is the lowest at 0.61 mM⁻¹ s⁻¹. Fe(NOTP), Fe(NOHP) and Fe(NOTA) all show an increase in relaxivity at very acidic pH values (< 3) that is consistent with an acid-catalyzed process. Variable temperature ¹⁷O NMR studies at near neutral pH are consistent with the absence of an inner-sphere water molecule for Fe(NOTP) and Fe(NOHP), supporting second-sphere or outer-sphere water contributions to proton relaxation. Fe(NOTP) shows contrast enhancement in T₁ weighted MRI studies in mice and clears through a renal pathway.

Fe(III) 大环络合物，含有一个大环和三个侧基，包括膦酸酯 (NOTP =1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三基-三(亚甲基膦酸)、羧酸酯 (NOTA = 1,4,7 -三氮杂环壬烷 - N,N′,N″ – 三乙酸酯）或羟丙基 (NOHP =(2S,2'S,2”S)-1,1′,1″-(1,4,7-三氮烷-1,4,7-研究了三基)三(丙-2-醇))，以比较这些供体基团对溶液化学和水质子弛豫率的影响。所有三种配合物，Fe(NOTP)、Fe(NOHP) 和 Fe(NOTA)，在磷酸盐和碳酸盐存在下，在 100 mM HCl 或 1 M HCl 的酸性条件下，对解离或与 Zn(II) 的金属交换表现出很大程度的动力学惰性。 配合物在 1.4 T 下的 r ₁质子弛豫率。 ，33 °C 在 1 至 10 的 pH 范围内进行比较。在 pH 7.4、33 °C、1.4 T 时，Fe(NOHP) 具有最大弛豫率 (1.5 mM ⁻¹ s ⁻¹ )，Fe(NOTP) 次之在 1.0 mM ⁻¹ s ⁻¹时，Fe(NOTA) 在 0.61 mM ⁻¹ s ⁻¹时最低，Fe(NOTP)、Fe(NOHP) 和 Fe(NOTA) 在酸性 pH 条件下均表现出弛豫度增加。值 (< 3) 与酸催化过程一致。接近中性 pH 条件下的变温¹⁷ O NMR 研究与 Fe(NOTP) 和 Fe(NOHP) 不存在内层水分子一致，支持第二层或外层水对质子弛豫的贡献。 Fe(NOTP) 在小鼠 T ₁加权 MRI 研究中显示对比度增强，并通过肾途径清除。