综述：多功能s-三嗪-BODIPY偶联物：合成策略、光物理见解及新兴应用

这篇综述系统梳理了s-三嗪-BODIPY偶联物的设计原理、合成策略及多领域应用，重点探讨了其光物理特性（如吸收波长λabs、荧光寿命、量子产率ΦF）与结构-性能关系。文章涵盖生物医学（成像、光动力疗法PDT）、传感（PET/FRET/ICT机制）及材料科学（分子转子、太阳能电池）三大应用方向，为开发新型多功能分子平台提供了重要参考。

　　

1. 引言

s-三嗪（1,3,5-三嗪）作为对称性芳香杂环化合物，其独特的平面结构和电子分布特性（Hirshfeld电荷分析显示氮原子带-0.165部分负电荷）使其成为构建多功能分子的理想骨架。与之互补的BODIPY（4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮-s-吲哚）荧光团则凭借高荧光量子产率（可达0.98）和可调谐的光物理性质，在生物成像和光敏剂领域大放异彩。两者的结合催生出兼具治疗与诊断功能的"诊疗一体化"分子平台。

1.1 s-三嗪合成策略

氰尿酰氯（2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪）是构建s-三嗪衍生物的核心原料，其温度梯度亲核取代特性（0°C、室温、70-100°C分步取代氯原子）允许精准引入不同功能基团。替代合成路径包括腈类三聚、二异氰酸酯环加成等，为结构多样性提供了保障。

1.2 BODIPY功能化

BODIPY的修饰位点（α/β位、meso位、硼中心）各具特色：α位卤化可增强系间窜越（ISC）用于PDT；meso位引入给电子基团能调控分子内电荷转移（ICT）；而硼中心配体替换则可改善溶解性。Knoevenagel缩合和点击化学等策略进一步拓展了其结构可塑性。

2. 生物医学应用

2.1 抗癌与PDT

碘代s-三嗪-BODIPY偶联物（如化合物）展现卓越的单线态氧量子产率（Φ_Δ=0.88），其光毒性较暗毒性提升10倍。Ru(II)配合物通过协同作用将IC₅₀降至27.02 μM，远超顺铂疗效。活死细胞染色实验证实其能选择性诱导癌细胞凋亡。

2.2 生物传感

基于FRET机制的探针（如DNBS保护的）对半胱氨酸（Cys）检测限达0.323 ppm，荧光增强12倍。而Cu²⁺传感器通过螯合增强荧光（CHEF）效应实现7.5×10^-6 M高灵敏度检测，Job曲线揭示3:1结合计量比。

3. 材料科学应用

3.1 能源转换

在染料敏化太阳能电池（DSSC）中，三嗪-卟啉-BODIPY三联体（化合物）通过拓宽吸收光谱（422-602 nm）实现6.20%转换效率。而石墨烯复合体系将人工光合作用的NADH再生效率提升1.91倍。

3.2 智能材料

含胆固醇单元的液晶化合物（如）呈现六方柱状相，兼具高量子产率（0.95）和显著斯托克斯位移（17 nm）。分子转子（化合物）的荧光寿命在粘稠介质中从0.12 ns延长至5.61 ns，完美遵循F?rster-Hoffmann粘度定律。

4. 挑战与展望

当前体系仍面临聚集导致荧光猝灭（ACQ）等问题，尤其在多BODIPY单元体系中。未来需优化靶向递送策略，并开发近红外（NIR）区段探针以提升组织穿透深度。将这类"光能转化器"与微流控芯片等新技术结合，或开辟环境监测与即时诊断新途径。