引言
硼二吡咯甲亚甲基（BODIPY）染料因其具有特征性的窄而强的吸收带、高荧光量子产率（ΦF）以及优异的化学稳定性和光稳定性，在荧光探针、光学成像和光功能材料等领域持续受到广泛关注 [1], [2], [3], [4], [5]。对于单体型BODIPY而言，取代模式与光物理性质（包括吸收/发射最大值、能级对齐和激发态动力学）之间的关系已被充分确立 [6], [7], [8], [9], [10]。然而，随着研究前沿向近红外（NIR）光学功能和光诱导能量/电荷转移（CT）过程推进，单个BODIPY发色团的固有局限性日益凸显：光谱覆盖范围不足、激子耦合的维度受限，以及无法支持多电子过程 [11], [12], [13], [14], [15]。特别是在需要同时调控吸收强度、跃迁路径和激发态演化的应用中，单体体系往往缺乏足够的结构自由度与功能扩展性来满足精密的设计要求 [16], [17], [18], [19]。
为此，多色发荧光协同已成为拓展BODIPY化学结构与功能范围的重要策略 [20], [21], [22], [23]。BODIPY寡聚物通过共价或非共价相互作用将多个BODIPY单元连接而成，能够在分子水平上实现连续的π共轭延伸，并显著放大单元间的激子耦合 [24], [25], [26], [27]。与单体相比，寡聚物架构引入了更丰富的可调结构参数，用于调节激子耦合、能量迁移和电荷转移。这使得通过分子构象和连接基团模式，对吸收/发射特性、跃迁强度和激发态演化进行精细调控成为可能 [27], [28], [29], [30]。此类多色发荧光构建体不仅改变了前线分子轨道（FMO）的离域程度，还为激发态调控提供了有效的结构切入点。因此，BODIPY寡聚物超越了单体性质的简单叠加，代表了一种独特的分子设计范式，其中协同功能可以被理性地工程化 [31], [32], [33], [34]。
在本综述中，"BODIPY寡聚物"一词以宽泛的操作含义使用，涵盖含BODIPY的多色发荧光架构，其中多个发色团通过共价连接或明确的非共价相互作用进行组织。相应地，研究范围不限于包含两个或以上BODIPY/aza-BODIPY发色团的体系。当BODIPY或aza-BODIPY构成多色发荧光架构的组成部分并参与相关的色发荧光间激发态过程时，异色发荧光供体–受体（D–A）体系和非共价组装体也被纳入讨论范围。
BODIPY寡聚物的结构多样性和功能可调性与其底层合成策略密切相关。早期研究主要依赖传统的有机转化方法，包括亲核芳香取代（SNAr）、缩合反应和金属催化偶联，以实现BODIPY单元之间的可控共价连接。这些方法为系统研究连接位置、桥连基团模式和共轭路径如何影响光物理性质提供了明确的平台 [35], [36], [37], [38]。随着该领域的成熟，简单的共价连接已不足以应对日益增长的、对强单元间耦合和长程电子离域进行精确控制的需求。这推动了合成策略向更高共轭连续性和更复杂空间架构的演进，纳入了点击化学、超分子自组装和氧化融合等新兴方法 [39], [40], [41], [42], [43]。这些构建路径在骨架刚性、空间构象和电子结构方面引入的差异，直接决定了所得寡聚物的光学和电化学行为 [44], [45], [46]，同时也导致了已报道数据的高度分散性 [47], [48]。在此背景下，从合成方法和结构–性能调控的角度对BODIPY寡聚物进行系统组织，对于推动该领域从经验探索向理性分子设计迈进至关重要 [49], [50]。
尽管已有若干高质量综述讨论了BODIPY染料的结构性修饰和功能调控，但多数综述聚焦于单体体系的取代基效应和能级调节 [51], [52], [53], [54]，或强调aza-BODIPY或硫族元素修饰衍生物等特定亚类。也有综述总结了多色发荧光BODIPY体系 [55]，另有综述梳理了BODIPY核心的合成方法和后功能化策略 [56], [57], [58], [59], [60]。然而，与这些以性能为导向或聚焦特定策略的总结相比，一份以合成方法作为核心组织原则，并进一步在不同连接模式下整合结构特征、激发态相互作用和光电性能调控的全面综述仍然明显缺失。本综述旨在弥补这一空白，从合成逻辑和分子构建的角度审视BODIPY寡聚物，并将结构演化与激发态调控相关联。
本综述围绕清晰的逻辑递进展开：合成策略→分子拓扑→激发态行为→面向功能的设计。第2节批判性地综述了主要合成方法（SNAr、缩合、金属催化偶联、点击化学、超分子组装和氧化融合）。对于每种方法，我们不仅着重介绍其合成范围，还强调其固有局限性。比较总结（第2.3节，表2）对各方法如何决定连接类型、共轭程度、骨架刚性以及最终的色发荧光间通信区域进行了并排评估，为方法选择提供了决策树。第3节随后考察这些结构参数如何调控关键激发态现象（激子耦合、能量迁移、电荷转移和近红外光学响应）。在该节中，结构–性能设计矩阵（第3.3节，表3）将实验观察提炼为实用指南，明确关联结构特征（连接类型、二面角、共轭长度、骨架刚性）与电子及激发态行为（基态π离域、激子耦合、电荷转移和三重态形成）以及性能指标（红移、ΦF、电荷迁移率、光稳定性）。对实际性能工程、化学稳定性和溶解性的关键讨论作为第3.4节整合其中，强调这些参数必须进行协同优化，而非事后考虑。第4节综述了涵盖生物成像与治疗诊断、光电及能量转换器件以及手性功能材料的近期应用进展。为弥合分子设计与应用需求之间的鸿沟，第4.4节提出了应用–结构指南（表4），总结了与特定性能指标相关的结构特征（如近红外亮度、单线态氧量子产率（ΦΔ）、电荷载流子迁移率或圆偏振发光（CPL）非对称因子）。最后，第5节识别了当前瓶颈，包括方法学不可比性、机制归属模糊以及共轭与溶解性之间的持续权衡，并提出了一套实用描述符和最佳实践以供未来理性设计参考。通过这一整合视角，我们旨在为下一代基于BODIPY的多色发荧光体系描绘出一条清晰的方法学路线图。
