Закономерности образования простых, разнолигандных и гетероядерных комплексов железа (III) с рядом производных моно-и диоксибензолов в водных растворах поверхностно-активных веществ, циклодекстрина и неорганических солей

Процессы образования комплексов между ионами металлов и различными органическими лигандами вызывают не только научный интерес, но имеют также практическую значимость в различных технологических процессах, мониторинге загрязнений окружающей среды, разработке средств диагностики и лечения людей и т. д. В этом плане весьма важными представляются исследования реакций ком-плексообразования в организованных средах [1] - растворах поверхностно-активных веществ, гидротропов или макроциклов, моделирующих условия экстракционных или мембранных технологий, процессы в биологических жидкостях и др. Изотропные с макроскопической точки зрения, такие среды имеют микрогсте-рогенное строение с разделенными между собой полярными и неполярными областями. Благодаря этому в подобных системах растворяются многие органические вещества [2−5]. Кроме того, для химических процессов и реакции в таких средах возможно смещение равновесий, изменение кинетических и термодинамических параметров [6−8]. Для многих химических соединений в организованных средах отмечено изменение оптических, люминесцентных, магнитных свойств [9].

Это привело к появлению нового направления в растворной координационной химии, где в качестве реакционной среды используются растворы полимолекулярных ансамблей ПАВ и макроциклов, способных к супрамолекулярпым взаимодействиям. Реакции комплексообразования ионов металлов в организованных средах лежат в основе многих методов разделения, экстракции и определения элементов и соединений, химического, фотои электрохимического синтезов, получения новых материалов и других процессов [10−12]. Так, образование металлокомплск-сов в мицеллярных растворах широко используется в аналитических методиках при количественном определении ионов металлов, ПАВ и органических соединений, в мицеллярной экстракции с ультрафильтрацией или фазовым разделением, в мицел-лярио-успленной хроматографии и электрофорезе и т. д. [13.14]. Известна высокая каталитическая способность мицеллярных систем [15]. включающих соли и комплексы металлов, в процессах гидролиза сложных эфиров (в т.ч. боевых отравляющих веществ), селективного катализа гидрогенизации олефинов и т. д. Организованные среды с использованием липидов и биосовместимых ПАВ служат средствами адресной доставки терапевтических или контрастных агентов на основе ме-таллокомплексов в определенные органы или ткани живых организмов [16,17]. Подобное разнообразие областей применения требует выявления основных закономерностей протекания химических реакций в организованных системах.

Недавно были выявлены и сформулированы факторы, определяющие особенности протекания равновесий комплексообразования в организованных средах [18, 19]. Между тем, отрывочны и недостаточны сведения о состоянии в таких средах металлокомплексов с ароматическими лигандами, многие из которых способны к самоагрегации в растворах или образованию смешанных агрегатов с ПАВ и/или макроциклами. Комплексы металлов с такими лигандами часто используются в ми-цел ляр ной экстракции и ультрафильтрации, они могут служить моделями действия лекарств или металлоферментов в живых организмах. Таким образом, актуальной является задача установления особенностей реакций образования металлокомплексов с ароматическими лигандами в организованных средах.

Помимо часто используемых в таких работах методов исследования как рН-метрия и спектрофотометрия, для изучения организованных сред (а также реакций комплексообразования в них) возможно применение метода ядерной магнитной релаксации (ЯМ-релаксации) с парамагнитными ионами-зондами [19]. Комплексы металлов (Gd (III), Mn (ll), Fe (III) и др.) широко используются в неинвазивпом методе клинической диагностики, основанном на явлении ЯМР — магнитно-резонансной томографии (МРТ) в качестве контрастных агентов (КА) [20−22] - своеобразных парамагнитных зондов для биологических жидкостей организма. Благодаря своей микрогетерогенности последние подобны организованным средам на основе вод-пых растворов дифильных соединений или макроциклов. Изученные в настоящей работе комплексы железа (Ш) с некоторыми ароматическими лигандами (в т.ч. производными 1,2-диоксибензола) также могут быть использованы в качестве контрастных агентов для МРТ.

Влияние мицелл ПАВ на реакции в растворах, как правило, обусловлено взаимодействием их полярной поверхности с ионами, а также концентрированием липофпльных компонентов реакции в малом объеме неполярного ядра мицеллы (и/или полярной области неионных мицелл). Кроме того, возможно образование ассоциатов между мономерами ПАВ и частицами реагентов. Таким образом, в растворах ПАВ возможны два противоположных эффекта: кажущийся рост устойчивости комплексов вследствие концентрирования реагентов в малом объеме мицелл (или синергизм при образовании тройных ассоциатов металл-лиганд-ПАВ), и кажущееся понижение устойчивости в результате перераспределения участников реакции между водой и микроагрегатами (или из-за раздельной ассоциации исходных реагентов с ПАВ). В большинстве известных работ по изучению «мицеллярного эффекта» (отражающего особенности кинетики реакций в растворах ПАВ) в качестве лигандов используют алкилированные производные известных лигандов (кар-боновых кислот, тиокарбаматов, оксимов и др.). В то же время, влияние мицелляр-ных ПАВ на равновесия образования комплексов с ароматическими лигандами в организованных средах изучено недостаточно.

Помимо супрамолекулярных ансамблей дифильных соединений к организованным средам относят также растворы макроциклических рецепторов, способных к взаимодействиям по типу «гость-хозяин» и к образованию ассоциатов и комплексов с ионами металлов. В данной работе использован Р-циклодекстрин, интерес к которому обусловлен его дифильностью, предполагающей способность к взаимодействию с организованными ансамблями ПАВ, лигандами и их металлокомплек-сами. Образование циклодекстринами комплексов гость-хозяин со многими органическими молекулами хорошо изучено. Однако работ по изучению взаимодействия циклодекстринов с металлокомплексами немного, и посвящены они, главным образом, выявлению изменений их электрохимических или флуоресцентных свойств. Между тем, рецепторные свойства циклодекстринов, но отношению к ионам металлов и ароматическим лигандам в водных растворах представляют интерес, в частности, при разработке аналитических методик разделения и выделения целевых компоненюв растворов, а также новых контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии.

Целью работы является установление закономерностей протекания реакций образования металлокомплексов с ароматическими лигандами в организованных средах и солевых растворах.

Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:

• исследовать реакции образования комплексов ионов Fe3+ с салициловой, 5-сульфосалициловой кислотами и 4,5-диоксибензол-1,3-дисульфокислотой (тироном) в воде, растворах неионных, анионных, катионных ПАВ и (3-циклодекстрина методами рН-метрии, электронной спектроскопии, Í-1MP-релаксации, математического моделирования;

• определить способность комплексов железа (Ш) с выбранными ароматическими лигандами к образованию гегероядерных соединений с катионами s-металлов и гидрофильными аммонийными катионами в солевых средах и провести математического описание выявленных равновесий, проанализировать перспективы использования обнаруженных эффектов в магнитно-резонансной томографии,.

• изучить возможности образования ассоциатов пикрат-ионов с дифильными катионами, выявить влияние на этот процесс концентраций реагентов, строения и природы головной группы катионного ПАВ, присутствия неионного ПАВ и р-ци ююдекстрина;

• методом ЯМР-релаксации оценить возможности переноса пикратов и салици-латов железа (Ш) и гадолиния (ТН) в неионные мицеллы, провести опыты по ми-целлярной экстракции ионов Fe3+ и Gd3+ в указанных системах;

Научная новизна работы состоит в том, что впервые: выявлены эффект стимулирования образования биси трис-лигаидных комплексов железа (Ш) с анионами ароматических кислот (L = Sal2″, Ssal3″, Tir4″) в растворах катионных ПАВ, и отсутствие такого влияния со стороны неионпых и анионных ПАВопределена роль различных факторов (природы головной группы и длины ал-кильной цепи КПАВ, строения лиганда, состава и заряда его комплекса с железом. концентраций компонентов), контролирующих стабилизацию бпси трпс-комплексов железа в растворах катионных ПАВвыявлено образование гетероядерных соединений комплексов (FeL2n" и FeL3n") с катионами s-металлов п ассоциатов с гидрофильными аммонийными катионами, где максимальные эффекты отмечены для ионов бария и кальция, существенное изменение релаксационной эффективности в растворах тиронатных комплексов железа при связывании с кальцием может быть использовано при разработке контрастных кальций-чувствительных агентов для МРТустановлены условия существование смешанных комплексов FeL2En в системах Fe (III) — L — En (L = Sal2″, Ssal3″), определены их спектральные параметрыобнаружена ассоциация пикрат-ионов с дифильными катионами ПАВ в доми-целлярной области, и в составе мицелл КПАВ, НПАВопределена последовательность образования комплексов «гость-хозяин» р-циклодекстрина с НПАВ и КПАВ с использованием пикратного ассоциата в качестве оптического зондавозможности переноса пикратов железа (Ш) и гадолиния (Ш) в неионные мицеллы оценены по данным ЯМ-релаксации и экстракции в точке помутнения.

Практическая значимость.

Результаты работы важны для развития координационной, аналитической и коллоидной химии, поскольку позволяют дать практические рекомендации по использованию изученных в pa6oie систем для целей количественного анализа ионов железа (Ш) с применением солевых растворов или организованных сред. Данные о состоянии пикриновой кислоты п ее комплексов с железом (Ш) и га-долинием (Ш) в растворах катионных и неионных ПАВ полезны для разработки способов мицеллярной экстракции высокозарядиых ионов металлов. Новые данные о влиянии ионов щелочных и щелочноземельных металлов на релаксивность растворов тиронатных и салицилатных комплексов железа (Ш) могут быть полезны при создании кальций-чувствительных контрастных агентов для магнитно-резонансных методов диагностики органов и тканей живых организмов.

Теоретические и экспериментальные результаты работы используются в учебном процессе в Казанском государственном университете.

На защиту выносятся следующие положения.

Результаты магнитно-релаксационного и спектрофотометрического исследования процессов комплексообразования железа (Ш) с салициловой и сульфосали-циловой кислотами, тироном в растворах различных ПАВ.

Анализ роли содержания лигаида, строения и природы ПАВ, наличия дополнительных добавок на усюпчивосгь биси трис-лигандных комплексов железа с ароматическими лигандамп.

Представление о влиянии катионов л— металлов, аммония и этилендиаммония на равновесия образования салицилагных и тиронатных комплексов железа путем образования гетероядерных комплексов, количественное описание выявленных процессов.

Данные об ассоциации пикрат-ионов с длинноцепочечными катионами ПАВ в воде и растворах НПАВ, а также в присутствии р-циклодекстрина.

Сопоставление результатов мапш пго-релаксационного исследования состояния пикратов Ре (Ш) и Сс1(Ш) в ирисуютвии неиопных мицелл с данными по экстракции этих катионов в пикратпых растворах ненонных ПАВ.

Диссертационная работа изложена на 176 страницах, состоит из введения, грех глав, заключения и приложения. Первая глава (литературный обзор) содержит:

ВЫВОДЫ.

1. Методами электронной спектроскопии, ядерной магнитной релаксации и компьютерного моделирования обнаружено влияние ПАВ, [3-циклодскстрина, солей s-мсталлов и аминов на равновесия образования бис-и трис-лигандных комплексов железа с ароматическими оксикислотами (L = H2Sal, H3SSal. Tiron). Обнаружено, что образование комплексов FeL3 стимулируется мицеллами и предмицеллярнымп агрегатами КПАВ в условиях избытка лпганда и только предмицеллярными агрегатами в условиях недостатка лиганда. Замена пиридинисвой головной группы па триметиламмонийную и использование ПАВ с большей длиной алкильной цепи приводит к ухудшению эффекта.

2. Смешанные мицеллы КПАВ-НПАВ с малым содержанием НПАВ и [3-циклодекс трин способствуют стабилизации трис-лигандных комплексов железа. В случае сульфосалицилати тиронатионов обнаружена стабилизация катионным ПАВ и комплексов Fe (L)2. НПАВ, АПАВ и р-циклодскстрин затрудняют образование моносалицилатного комплекса железа в результате конкурентного взаимодействия с молекулярной формой лиганда и не влияют на равновесия с участием анионов лиганда.

3. Впервые обнаружен эффект стимулированного образования анионных биси трис-салицилатных комплексов железа (Ш) в солевых растворах. Выявлено образование соединений MFeL2n~ и MFeL3n" (М = Са2+. Ва2+) причем наиболее эффективными оказались катионы бария. Эффект добавок однозарядных катионов металлов (Na+, К+) оказался сравнительно невелик, и проявился лишь при значительном избытке их солей. Обнаружено образование смешанного комплекса железо-салицилат (сульфосалицилат)-этплсндиамин.

4. Выявлена роль различных факторов (содержание компонентов, длина ал-кильного радикала и природа головной группы, КПАВ, строение лиганда) в образовании анионных комплексов железа с тремя ароматическими кислотами в организованных средах (растворах ПАВ и (З-циклодскстрина) и солевых растворах. Солевые эффекты более ярко выражены в ряду комплексов FcL-, «FeL2 «FeL, и в ряду лигандов тирон «сульфосалициловая кислота ~ салициловая кислота.

5. Показано, что ионы щелочных металлов и аммония ассоциируют с биси трис-тиронатными комплексами железа (Ш) с образованием частиц MFeL24″ ,.

M3FeL36″ и M4FeL35″ (M = Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH4+). Для щелочпоземсль.

2+ 2~ь 2~ь ньтх катионов (M = Mg% Са, Sr, Ва) также установлено образование ас-социатов Ml-eL23″ и M2FeL35″. Рассчитаны константы образования и устойчивости комплексов, их спектральные и магнитно-релаксацнонные параметры. Показана перспективность использования тиронатных комплексов железа в качестве рПи кальций-чувствительных контрастных агентов для МРТ.

6. Обнаружена ассоциация пикрат-иопов с дифильными катионами ПАВ в до-мицеллярной области, и в составе мицелл КЛАВ, НПАВ. В системе HPicСТАВ — Brij 35 — PCD выявлена очередность связывания 1IAB различного типа с полостью (3CD в условиях равновесия. Установлено, что первоначально (3CD реагирует с иеиониым ПАВ Brij 35 и только затем с катионами СТА1.

7. Методом ЯМ-релаксации обнаружено, что добавки НПАВ (Brij-35, Triton X-100. Triton Х-405) приводят к стабилизации незаряженных комплексов GdL3, (L = HSal", Pic"), которые не образуются в воде. Отмечена высокая релаксив-ность (КРЭ2 ~ 35 000−37 000 M’V1) выявленных комплексов {GdL3(Brij)2}. Стабилизированные неионным ПАВ незаряженные частицы GdL, осаждаются в процессе экстракции в точке помутнения. Железо (Ш) не образует подобных ассоциатов, что приводит к низкой экстрагируемости ионов Fc3+ в точке помутнения НПАВ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Рассмотрим некоторые общие черты п особенности комплсксообразования Fe (III) и Gd (lll) с ароматическими лигандами в различных организованных средах и солевых растворах.

Образование моносалицилатного комплекса железа с примерно одинаковой силой подавляется столь разными неионпыми ПАВ как оксиэтилированные аддук-ты октилфенола (Triton Х-100), алкилсорбитана (Tween 40) и додеканола (Brij-35) в результате параллельного протекания мицеллярного связывания молекулярной формы лиганда. Последнего практически не происходит с анионом лиганда, поэтому НПАВ не влияют на равновесия с участием биси трис-салицилатных комплексов. Образование сульфосалицилатных и тиронатных комплексов железа (Ш) также не зависит от присутствия в растворе всех использованных в работе оксиэтилиро-ванных ПАВ.

Присутствие анионного ПАВ SDS как в виде мицелл, гак и в виде предми-целлярных агрегатов затрудняет образование комплекса [FeSal]+ за счет конкурентного связывания катионов Fe, h. В нейтральных и щелочных растворах с избытком лиганда, обеспечивающим формирование биси трис-лигандного комплексов, влияние анионного ПАВ сходит на нет. Это согласуется с повышением прочности в ряду комплексов [FeSal]+ - [Fe (Sal)2~T — [Fe (Sal)3]3″ и, соответственно, уменьшением способности анионных мицелл влиять на равновесия образования биси трис-салицилатных комплексов вследствие конкуренции с лигапдом за связывание с ионами железа. Аналогичные эффекты проявляются в случае сульфосалицилатных и тиронатных комплексов железа (Ш).

Очевидная способность катионов ПАВ связываться с салицилат-понами не мешает образованию анионных комплексов железа (Ш), а в некоторых случаях приводит к дополнительному увеличению их выхода. Ассоциации с катионами Г1АВ способствуют отсутствие молекул воды в первой сфере комплекса | Fe (Sal)3] «и его достаточно высокий отрицательный заряд.

Влияние катионных ПАВ на образование биси трис-салицилатпого комплексов железа (Ш) сильно зависит от строения и природы дифилыюго катиона, наличия дополнительных дифильных добавок (например, неионных ПАВ), а также (вплоть до разного направления действия) — от содержания лиганда и КПАВ в растворе. Например, при высоком содержании салициловой кислоты использование КПАВ с радикалами Сю-С[2 приводит к «кажущемуся» упрочнению [рис-комплекса. При этом замена в катионном ПАВ пиридиниевой головной группы на тримети л аммонийную почти вдвое снижает стабилизацию трпс-комплекса, а использование ПАВ с большей длиной алкильной цепи приводит к ухудшению эффекта.

При малом содержании салицилат иона присутствие катионных ПАВ, в алкильной цепи которых имеется 14 п менее атомов углерода, приводит к полному накоплению комплекса [Ре (8а1)2]". а при использовании 10 мМ катионов додецил-пиридиния (Сорув < ККМ) наблюдается образование трис-лигандного комплекса. Между тем, в мицеллярном растворе ЭРуВ трис-салицилатный комплекс не образуется.

На примере смешанных агрегатов неионного и катионпого ПАВ установлено, что мицеллы с участием дифильных катионов не обязательно дестабилизирует са-лицилатные комплексы железа. Например, стабилизирующий эффект катионного ПАВ по отношению к комплексам [Ре (8а1)з]" '" и [Ре (8а1)2]" полностью пропадает в растворе, содержащем 10 мМ НПАВ. Однако наличие в растворе небольшого количества НПАВ (напр., 1 мМ) обеспечивает высокую эффективность катионов децил-и додецилпиридиния в стабилизации комплекса |Те (8а1)з]3″ при тех концентрациях КПАВ, когда в воде обрадуются осадки ассоциатов.

В стимулированном образовании биси трнс-сульфосалицилатов железа (1П) существенное значение также имеют содержание КПАВ и длина его углеводородного радикала. В условиях избытка сульфосалицилат-ионов влияние КПАВ на образование бис-комплекса практически отсутствует, тогда как для трис-комплекса эффект очевиден. Разница в длине углеводородного радикала ПАВ не сказывается на силе стабилизации трис-комплекса железа. При более низком содержании лиганда, где проявляется влияние КПАВ на образование бис-лигандного комплекса, имеет место стимулированная координация железа вторым и третьим сульфосали-цилат-ионами при добавлении сравнительно небольших (до 20 мМ) количеств БсРуС.

Роль Р-циклодекстрииа (РСБ) в реакциях комплексообразовапия железа (Ш) с выбранными ароматическими кислотами сводится к конкуренции с центральным ионом за связывание с молекулой лигапда в кислой среде, где образуется комплекс БеЬ только для Ь = I Ь8а1. Не обнаружено включения ароматического фрагмента салицилат-иона в полость циклодекстрина. Не проявилось и влияние добавок цик-лодекстрина на равновесия образования биси трис-лнгандных комплексов железа с ароматическими кислотами. В то же время, стабилизирующий эффект небольших добавок ионов додецилпнридиния в отношении указанных комплексов в присутствии рСО проявился ярче, чем в воде, при этом сузилась область образования осадков.

В случае тирона добавки КПАВ приводят к' образованию осадков, что предотвращается присутствием достаточного количества НПАВ. Обнаружено, что образование комплексов РеЬ25″ и РеЬ39~ стимулируется смешанными мицеллами КПАВ-ППАВ. Негативными факторами при этом являются: избыток НПАВ, укорочение длины алкнльного радикала КПАВ, замена пиридиппевой группы на трпме-тпламмонийную.

Обнаружен эффект стимулированного образования анионных биси трис-лигандных комплексов железа (Ш) с ароматическими кислотами в солевых растворах, вызванный образованием связыванием указанных комплексов (РеЬ2п" и РеЬ-, п~) с противоионами. Наиболее ярко данный эффект проявился в комплексах желс-за (Ш) с тироном. Даже однозарядные катионы щелочных металлов и аммония взаимодействуют с биси трис-тиронатными комплексами железа (Ш) с образованием частиц МРеЬ24″, М3РеЬ36- и М4РеЬ35' (М = 1л+, N3″, К1, ЯЬ', Сб+, >Ш4). С ростом размера катиона в ряду щелочных металлов эффект возрастает и становится примерно одинаковым для понов К+, ЯЬ+, С^'. Щелочноземельные катионы и магний также образуют соединения МРеЬ2 «и.

М^еЬ/- (М = Са, 8 г Ва~), прочность которых возрастает в перечисленном ряду катионов (с примерно равной величиной для Са2+ и 8г21).

Для комплексов железа (Ш) с салициловыми кислотами выявлено образование соединений МРеЬ2п" и МРеЬ3ш" (М = Са2+, Ва2+)1 причем наиболее эффективными оказались катионы бария. Примечательно, что, несмотря на разницу в величине отрицательного заряда однотипных комплексных анионов салициловой и сульфо-салициловои кислот, сила их связывания с ионами Ва~ одинакова. Эффект добавок однозарядных катионов металлов (Ыа+, К+) оказался сравнительно невелик, и проявился при значительном избытке их солей и лишь для трис-комплекса.

Что касается строения обнаруженных гетероядерных соединений, то с учетом литературных данных можно предположить, что присоединение диамагнитного кагиоиа происходит главным образом за счет моетиковых атомов кислорода де-протонированных гидрокси-групп лиганда. Дополнительным фактором стабилизации является электростатическое взаимодействие анионных соединений железа с катионом Мп'" за счет сульфогрупп в сульфосалициловой кислоте и тироне, поэтому солевые эффекты более ярко выражены в ряду комплексов РеЬ3 «РеЬ2 «РеЬ, и в ряду лигандов тирон «сульфосалициловая кислота ~ салициловая кислота.

Наибольшие изменения магнитно-релаксационных параметров гетероядерных комплексов железа с ароматическими кислотами и катионами й-металлов зафиксированы в случае тирона. Значительное смещение областей образования биси трис-тиронатных комплексов железа (Ш) в кислую среду и сужение интервала рН существования бис-комштекса в результате введения катионов Ва2+, 8г2+ и Са2+ сопровождается заметным увеличением КРЭ тройных комплексов по сравнению с РеЬ2. При этом КРЭ частиц М2РеЬ3 остается достаточно близким к значениям для водного раствора. Релаксивность бис-тироната железа в составе соединения №РеР2 не выросла, тогда как для трис-комплекса (в частицах Ка4РеЬ3) наблюдается некоторое ее уменьшение. Наблюдаемая разница, вероятно, вызвана разным харакгером гидратации внешнесферных катионов, приводящим к различию в гидратации всей комплексной частицы в целом.

Результаты, полученные при добавлении дпгндрохлорида этилен диамина в систему Fe (lll)-L (L = PI2Sal, F^SSal), свидетельствуют о сложном характере равновесий в данных системах. Первоначально в растворах, следующих за областью существования бис-комплекса FcL2. проявляется эффект стабилизации трис-комплекса железа дикатионом этилендиаммония. При дальнейшем подщелачива-нии происходит депротонирование частиц ЕпН22+ до молекулы En, вытесняющей один анион салициловой (сульфосалициловой) кислоты из первой сферы центрального иона, с образованием разнолигандного комплекса железо-салицилат (сульфо-салицилат)-этилендиамин [FeL2En]" Сила связывания этилендиамина с бис-комплсксом FeL2 не зависит от типа L и заряда комплекса.

В растворах пикриновой кислоты (HPic) и бромида цетилтриметиламмония (СТАВ) выявлено существование нерастворимого в воде ионного ассоциата CTAPic, предмицеллярного агрегата [CTAPic] и мпцеллярно-связанных частиц {CTAPic}. Спектральные характеристики ассоциата {CTAPic}, солюбилизирован-ного в мицеллах СТАВ и НПАВ Brij-35. совпадают, причем избытки ПАВ не разрушают его. Движущей силой образования ассоциатов пикраг-понов с рядом кати-онных ПАВ в водном растворе являются множественные гидрофобные взаимодействия между алкильнымн заместителями дифильных катионов.

Состояние пикрата це тилтриметиламмония в растворе зависит от полярности среды: он пе растворяется в воде и в неполярном растворителе (гептан), полностью диссоциирует в этаноле и ацетонитриле (спектры поглощения растворов CTAPic в данных растворителях совпадают со спектрами свободного пикрат-иона Pic"). Лишь в таком малополярном растворителе как хлороформ твердый пикрат цетилтриметиламмония растворяется с сохранением спектра ассоциата {CTAPic}. На основании этого предположено, что месторасположением ионных пар CTAPic в мицеллах является не неполярное углеводородное ядро, а полярный поверхностный слой, по диэлектрической проницаемости более близкий к хлороформу.

Добавление Р-циклодекстрина приводит к разрушению ионного ассоциата CTAPic вследствие повышения гидрофильности катиона ПАВ из-за вхождения его алкильного заместителя в полость PCD. В системе HPic — СТАВ — Brij35 — PCD в равновесных условиях установлена очередность связывания ПАВ различного типа с полостью pCD. Показано, что первоначально pCD реагирует с неионным ПАВ Brij35 и только затем с катионами СТА+.

Обнаружено, что добавки НПАВ приводят к стабилизации незаряженных частиц GdL3, (L = HSal", Pic"), которые не образуются в воде, но осаждаются в процессе экстракции в точке помутнения. Эти же соединения экстрагируются неионными мицеллами с образованием растворов, проявляющих высокую релаксационную эффективность.