JPH01299261A - 新規な光学活性エステル化合物及びその製造方法 - Google Patents

新規な光学活性エステル化合物及びその製造方法

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JPH01299261A
JPH01299261A JP12639188A JP12639188A JPH01299261A JP H01299261 A JPH01299261 A JP H01299261A JP 12639188 A JP12639188 A JP 12639188A JP 12639188 A JP12639188 A JP 12639188A JP H01299261 A JPH01299261 A JP H01299261A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は液晶材料として有用な新規な光学活性エステル
化合物及びその製造方法に関する。
〔従来技術〕
現在、液晶材料は表示用素子に広く使用されているが、
これらの液晶表示素子の殆んどはネマチック液晶を用い
るTN(Twisted Nematic)型表示方式
のものである。しかしこの方式は応答速度が遅く、せい
ぜい数tmsecのオーダーの応答速度しか得られない
という欠点がある。
このため、TN型表示方式に代る別の原理による液晶表
示方式が種々試みられているが、その一つに強誘電性液
晶を利用する表示方式(N、 A、 C1arksら;
Applied Phya、 Lett、 36.89
9 (1980))がある。
この方式は強誘電性のカイラルスメクチック相、特にカ
イラルスメクチックC相を利用するもので。
高速光スイッチング用として注目を集めている。
このような強誘電性液晶材料は既に幾つか知られている
が(例えば、特開昭60−32748号公報)、充分満
足し得る性質を示すものはない。
〔目  的〕
本発明の目的は光スイツチング方式に好適な液晶材料と
して、応答速度が速い、化学的に安定である等、充分満
足し得る性質を有する新規な光学活性エステル化合物及
びその製造方法を提供することである。
〔構  成〕
本発明の新規な光学活性エステル化合物は一般式(1) (但し、Rは炭素数20以下のアルコキシ基、nは1又
は2の整数を、Xは水素又はハロゲン原子を示し、輯よ
不斉炭素原子を表わす) で示されるものである。
また、本発明の前記一般式(1)で示される光学活性エ
ステル化合物の製造方法は一般式(If)(但し、Xは
水素又はハロゲン原子を示し、本は不斉炭素原子を表わ
す) で示される4−ヒドロキシ安息香酸エステル化合物と一
般式(m) (但し、Rは炭素数20以下のアルコキシ基、nはl又
は2の整数、Yはヒドロキシ基又はハロゲン原子を表わ
す) で示されるカルボン酸類又はカルボン酸ハロゲン化物類
とを反応させることを特徴とするものである。なお4m
の化合物も新規な化合物である。
本発明の前記一般式(1)で示されるエステル化合物の
最も大きな特徴は不斉炭素を持ったシクロヘキセニル基
を含むことである。従来の強誘電性液晶化合物にも不斉
炭素が含まれているが、従来の化合物の場合は不斉炭素
源は活性アミルアルコール等のアルキル基である1本発
明化合物のように不斉炭素源としてシクロヘキセニル基
を用いることにより、1)粘度低下、2)不斉源の立体
的効果による自発分極の増大が生じ、その結果応答速度
を飛躍的に向上させることができる。
以上のような一般式(1)の光学活性エステル化合物の
具体例を、下記一般式との関連で表−1に示す。
これら一般式(1)の化合物は一般に一般式(II)の
4−ヒドロキシ安息香酸エステル化合物と前記−般式(
III)のカルボン酸類とを、N、N’−ジシクロへキ
シルカルボジイミド等の縮合剤を用いて溶媒中。
室温で反応さるか、又は一般式(nl)のカルボン酸ハ
ロゲン化物類とをピリジン等の塩基触媒を用いて、溶媒
中、室温で反応させることにより得られる。溶媒として
、トルエン、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、l、
2−ジクロエタン等が使用される。
なお、一般式(■)の化合物と一般式(m)の化合物の
割合は化学量論量でよい。
なお一般式(n)の化合物は例えば下記反応式に従って
、4−ヒドロキシ安息香酸化合物(IV)と(R,R)
2−(4−メチル−3−シクロヘキセニル−1)プロパ
ツール(V)とをN、N’−ジシクロへキシルカルボジ
イミド等の総合剤を用いて溶媒中室温で反応させること
により得られる。
本発明の一般式(I)で表わされる光学活性エステル化
合物は、強誘電性液晶材料としてすぐれた性能を示すと
ともに、低粘度で大きな自発分極を呈し、しかも非常に
良好な配向を示し、更に化学的に安定である。
本発明の一般式(1)で示される新規な光学活性エステ
ル化合物は単独でも強誘電性液晶材料として使用できる
が、他の液晶材料、特に強誘電性液晶材料と混合して性
能を改善した組成物とすることができる6また本発明の
化合物を含む液晶組成物は表示用としてばかりでなく、
電子光学シャッター、電子光学絞り、光変調器、光通信
光路切換スイッチ、メモリー、焦点距離可変レンズなど
の種々の電子光学デバイスとしてオプトエレクトロニク
ス分野で好適に使用することができる。
本発明の化合物を併用できる他の液晶化合物のうち1強
瞬電性カイラルスメクチック相を示すものを例示すれば
表−2の通りである。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが
、本発明は、これらの実施例に限定されるもので番害な
い。なお、実施例における相転移温度の値は測定法や化
合物の純度によって若干変動するものである。
実施例1 化合物(Nα6)(光学活性4−n−デシルオキシ安息
香酸−4’−(2−(4−メチル−3−シクロヘキセニ
ル−1)プロポキシカルボニル〕フェニルエステルの製
造A:光学活性4−ヒドロキシ安息香酸−2−(4−メ
チル−3−シクロヘキセ−ニル−1)プロピルエステル
〔一般式(■)におけるXが水素の化合物〕4−ヒドロ
キシ安息香酸13.81g(0,1モル)、市販の(R
,R)2−(4−メチル−3−シクロヘキセニル−1)
プロパツール15.43g(0,1モル)及びN、−N
’−ジシクロへキシルカルボジイミド20.63g (
0,1モル)をテトラヒドロフラン500 m12中室
温で24時間撹拌反応を行なう。結晶を濾過し、テトラ
ヒドロフランを留去した成育をトルエンを展開溶媒とし
たシリカゲルカラムクロマトグラフィ処理を行い、得ら
れた粗製の目的物をアセトニトリルから2回再結晶して
、純粋な目的物11.63gを得た。化合物〔一般式(
II)におけるXが水素の化合物〕の性状 融   点   135.5”−136,5℃旋光度 
 (+)40.62’ (クロロホルム)元素分析 実測値    計算値 C(%)   ?4.47    74.42H(%)
    8.08     8.08またこのものの構
造は赤外線吸収スペクトルによって確認された。この赤
外線吸収スペクトル図を第1図に示す。
B:化合物(Nα6)の製造 前記Aで得た4−ヒドロキシ安息香酸−2−(4−メチ
ル−3−シクロヘキセニル=1)プロピルエステル2.
19g(0,008モル)をピリジン50−に溶解し冷
却しながら、これに4−n−デシルオキシ安息香酸クロ
リド2.96g(0,01モル)を加え、室温で5時間
撹拌反応を行い、−夜装置した後この中に水200d、
及びトルエン200111Iを入れてよく撹拌し、分離
したトルエン層を6N−HClで洗浄し、引き続き中性
になるまで水洗した。トルエン層は無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥、した後トルエンを留去し、次いで残渣に対し
、トルエンを展開溶媒としたシリカゲルクロマトグラフ
ィ処理を行い、得られた粗製の目的物をエタノール3回
再結晶して純粋な目的物〔化合物(Na6))1.76
gを得た。また、このものの構造は赤外線吸収スペクト
ルによって確認された。
実施例2 化合物(Nα4)(光学活性4−n−オクチルオキシ安
息香酸−4’−(2−(4−メチル−3−シクロヘキセ
ニル−1)プロポキシカルボニル〕フェニルエステルの
製造 4−n−デシルオキシ安息香酸クロリド2.96 gの
代わりに、4−n−オクチルオキシ安息香酸クロリド2
.69g(0,01モル)を用いた他は実施例1のBと
同じ方法で純粋な目的物2.12gを得た。
またこのものの構造は赤外線吸収スペクトルによって確
認された。
実施例3 化合物(&2)(光学活性4−n−へキシルオキシ安息
香酸−4’ −(2−(4−メチル−3−シクロヘキセ
ニル−1)プロポキシカルボニル〕フェニルエステルの
製造 4−n−デシルオキシ安息香酸クロリド2.96gの代
わりに、4−n−へキシルオキシ安息香酸クロリド2.
41g(0,01モル)を用いた他は実施例1のBと同
じ方法で純粋な目的物1.70gを得た。
またこのものの構造は赤外線吸収スペクトルによって確
認された。
実施例4 化合物(Na 19) (光学活性4−n−テトラデシ
ルオキシ安息香酸−4′−ビフェニルカルボン酸−4”
−(2−(4−メチル−3−シクロヘキセニル−1)プ
ロポキシカルボニル〕フェニルエステルの製造 前記Aで得た4−ヒドロキシ安息香酸−2−(4−メチ
ル−3−シクロヘキセニル−1)プロピルエステル1.
65g(0,006モル)、4−n−テトラデシルオキ
シ−4′−ビフェニルカルボン酸2.71g(0,00
66モル)、N、N’−ジシクロへキシルカルボジイミ
ド1.37g及び4−ジメチルアミノピリジン0.15
gを塩化メチレン100mQ中室温で5時間撹拌反応を
行い、−夜装置する。
結晶を濾過し、塩化メチレンを留去した残金をトルエン
を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィ処
理を行い、得られた粗製の目的物をエタノール−酢酸エ
チルの混合溶媒から3回再結晶して純粋な目的物〔化合
物(Na19)12.20g得た。また、このものの構
造は赤外線吸収スペクトルによって確認された。この赤
外線吸収スペクトル図を第2図に示す。
実施例5 化合物(N1118)(光学活性4−n−ドデシルオキ
シ−4′−ビフェニルカルボン酸−4”−(2−(4−
メチル−3−シクロへキセニル−1)プロポキシカルボ
ニル〕フェニルエステルの製造 4−n−テトラデシルオキシ−4′−ビフェニルカルボ
ンフェニルカルボン酸2.52 g (0.0066モ
ル)を用いた他は実施例4と同じ方法で純粋な目的物2
.52 gを得た.このものの構造は、赤外線吸収スペ
クトルにより確認された。
実施例6 化合物(&17)(光学活性4−n−デシルオキシ−4
′ービフェニルカルボン酸−4”−(2−(4−メチル
−3−シクロヘキセニル−1)プロポキシカルボニル〕
フェニルエステノV)の製造 4−n−テトラデシルオキシ−41−ビフェニルカルボ
ン酸2.71 gの代わりに4−n−デシルオキシ−4
′−ビフェニルカルボン酸2.34 g (0.006
6モル)を用いた他は実施例4と同じ方法で純粋な目的
物3.27gを得た。
このもの構造は,赤外線吸収スペクトルにより確認され
た。
実施例7 化合物(Nα16)(光学活性4−n−ノニルオキシ−
4′ービフェニルカルボン酸−4”−(2−(4−メチ
ル−3−シクロヘキセニル−1)プロポキシカルボニル
〕フェニルエステル)の製造 4−n−テトラデシルオキシ−4′−ビフェニルカルボ
ン酸2.71gの代わりに4−n−ノニルオキシ−4′
−ビフェニルカルボン酸2.25 g (0,0066
モル)を用いた他は実施例4と同じ方法で純粋な目的物
2.48gを得た。
このもの構造は、赤外線吸収スペクトルにより確認され
た。
実施例8 化合物(Nn15)(光学活性4−n−オクチルオキシ
−4′−ビフェニルカルボン酸−4”−[2−(4−メ
チル−3−シクロへキセニル−1)プロポキシカルボニ
ル]フェニルエステル)の製造 4−n−テトラデシルオキシ−4′−ビフェニルカルボ
ン酸2.71gの代わりに4−n−オクチルオキシ−4
′−ビフェニルカルボン酸2.15 g (0,006
6モル)を用いた他は実施例4と同じ方法で純粋な目的
物2.42gを得た。このものの構造は、赤外線吸収ス
ペクトルにより確認された。
実施例9 化合物(Nα14)(光学活性4−n−へブチルオキシ
−4′−ビフェニルカルボン酸−4”−(2−(4−メ
チル−3−シクロへキセニルーl)プロポキシカルボニ
ル〕フェニルエステル)の製造 4−n−テトラデシルオキシ−41−ビフェニルカルボ
ン酸2.71 gの代わりに4−n−へブチルオキシ−
4′−ビフェニルカルボン酸2.06 g (0,00
66モル)を用いた他は実施例4と同じ方法で純粋な目
的物1.76gを得た。このものの構造は、赤外線吸収
スペクトルにより確認された。
実施例10 化合物(Nn13)(光学活性4−n−へキシルオキシ
−4′−ビフェニルカルボン酸−4”−(2−(4−メ
チル−3−シクロヘキセニル−1)プロポキシカルボニ
ル〕フェニルエステル)の製造 4−n−テトラデシルオキシ−4′−ビフェニルカルボ
ン酸2,71 gの代わりに4−n−へキシルオキシ−
4′−ビフェニルカルボン酸1.97 g (0,00
66モル)を用いた他は実施例4と同じ方法で純粋な目
的物2.04gを得た。このものの構造は赤外線吸収ス
ペクトルにより確認された。
実施例11 化合物(Nn25)(光学活性4−n−ドデシルオキシ
−4′−ビフエニルカルボン酸2“−クロル−4”−(
2−(4−メチル−3−シクロヘキセニル−1)プロポ
キシカルボニル〕フェニルエステルの製造 C:光学活性3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸−2
−(4−メチル−3−シクロへキシルセニル−1)プロ
ピルエステル〔一般式(II)におけるXが塩素の化合
物〕の製造 3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸16.36g(0
,1モル)、市販の(R,R)2−(4−メチル−3−
シクロヘキセニル−1)プロパツール15.43g(0
,1モル)及びN、−N’−ジシクロへキシルカルボジ
イミド20.63g(0,1モル)をテトラヒドロフラ
ン50〇−中室温で24時間撹拌反応を行ない一夜放置
する。結晶を濾過し、テトラヒドロフランを留去した人
糞をトルエンを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマ
トグラフィ処理を行い、得られた粗製の目的物をアセト
ニトリルから2回再結晶して、純粋な目的物7.72g
を得た。
化合物〔一般式(II)におけるXが塩素の化合物〕の
性状 融   点   98.5〜100.0℃旋光度 (+
)37.10゜ 元素分析 実測値    計算値 C(%)   66.02    66.12H(%)
    6,96     6.86またこのものの構
造は赤外線吸収スペクトルによって確認された。この赤
外線吸収スペクトル図を第3図に示す。
D:化合物(&25) 前記Cで得た3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸−2
−(4−メチル−3−シクロヘキセニル−1)プロピル
エステル1.85g(0,006モル)、4−n−ドデ
シルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸2.52g(
0,0066モル)、N、N’−ジシクロへキシルカル
ボジイミド1.37g及び4−ジメチルアミノピリジン
0.15gを塩化メチレン100mQ中室温で5時間撹
拌反応を行い、−夜装置する。
結晶を濾過し、塩化メチレンを留去した。残渣をトルエ
ンを展開溶媒としたシリカゲルクロマトグラフィ処理を
行い、得られた粗製の目的物をエタノール酢酸エチルの
混合溶媒から3回再結晶して純粋な目的物〔化合物(N
α25))2.43gを得た。また、このものの構造は
赤外線吸収スペクトルによって確認された。この赤外線
吸収スペクトル図を第4図に示す。
実施例1,2 化合物(Na24)(光学活性4−n−デシルオキシ−
4′−ビフェニルカルボン酸−2″−クロル−4”−(
2−(4−メチル−3−シクロヘキセニル−1)プロポ
キシカルボ、ニル〕フェニルエステル)の製造 4−n−ドデシルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸
2.52 gの代わりに4−n−デシルオキシ−4′−
ビフェニルカルボン酸2.34 g (0,0066モ
ル)を用いた他は実施例11のDと同じ方法で純粋な目
的物2.05gを得た。
また、このもの構造は、赤外線吸収スペクトルによって
確認された。
実施例13 化合物(Na23)(光学活性4−n−オクチルオキシ
−4′−ビフェニル力ルボン酸−2″−クロル−4”−
(2−(4−メチル−3−シクロヘキセニル−1)プロ
ポキシカルボニル〕フェニルエステル)の製造 4−n−ドデシルオキシ−41−ビフェニルカルボン酸
2.52 gの代わりに4−n−オクチルオキシ−41
−ビフェニルカルボン酸2.15 g (0,0066
モル)を用いた他は実施例11まDと同じ方法で純粋な
目的物1.41gを得た。また、このものの構造は、赤
外線吸収スペクトルによって確認された。
以上のようにして得られた化合物の融点及び元素分析結
果を表−3に示す。
表−3 また、以上の化合物の相転移温度を表−4に示す、また
、化合物Na17について、その自発分極の値(nc/
cd)を測定したところ、5.5(70℃)を示した。
表−4 SmA:スメクチックA相 Ch:コレステリック相 工:等方性液体 〔使用例〕 使用例1 各電極表面にポリビニルアルコール(PVA)をコート
した後、その表面をラビングして平行配向処理を施した
2枚の透明電極をPVA膜を内側にして3趨の間隔マ対
向せしめ、形成されたセル内に実施例6で作った光学活
性エステル化合物〔化合物(N1117))を注入した
後、2枚の直交する偏光子の間に設置して液晶表示素子
とし、電極間に20Vの電圧を印加したところ、明°瞭
で、非常にコントラストが良く、応答速度も速い(約1
50μ5ec)スイッチング動作が観察された。
使用例2 実施例1で作った化合物(h6)を4−n−オクチルオ
キシ安息香酸4′−n−へキシルオキシフェニルエステ
ルに35wt%混合した組成物を調製した。この組成物
の相転移点は次の通りであった。
←Sml・・−具−3mA−講紮−Q−芯4ISmC”
:強誘電性スメクチックC相 S+sA:スメクチック人相 Ch:コレステリック相 I:等方性液体 〔効  果〕 本発明の一般式(I)で示される光学活性エステル化合
物のうち口=2の化合物の大部分は単体でカイラルスメ
クチックC相を呈し、その自発分極の大きさ(Ps)は
従来知ら4れているカイラルスメクチックC相の化合物
、例えば4− (4’−n−デシルオキシベンジリデン
アミノ)ケイ皮酸−2−メチルブチルエステル(J、 
Physique 36. L−69(1975)のP
s(約3nc/d)に比べて大きいので、これらの化合
物は特にすぐれた強誘電性液晶材料であると云える。
また表−3に示した様に一般式(1)においてnJの化
合物は融点が低い点は好ましいが、表−4に示すように
、単体ではカイラルスメクチックC相が観察されない、
しかし使用例2に示したように、この化合物を単体でS
mCl′相を示す化合物に混合した時に強誘電性スメク
チックC相を示すことから、潜在的に強誘電性を保有し
ていると言える。
更に一般式(1)の化合物は光学活性炭素原子を有する
ため、これをネマチック液晶に添加することによって捩
れた構造を誘起する能力を有する。
捩れた構造を有するネマチック液晶、即ちカイラルネマ
チック液晶はTN型表示素子のいわゆるリバース・ドメ
イン(reverse  domain)を生成するこ
とがないので一般式(りの化合物は、リバース・ドメイ
ン生成の防止剤として使用できる。
更に本発明の一般式(I)の化合物は広い温度範囲でカ
イラルスメクチックC相を示し、さらに非常に良好な配
向性を示すという特徴を有するので、強誘電性組成物を
得る上で有効なブレンド材料ともなり得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1のAで得られた光学活性4−ヒドロキ
シ安息香酸−2−(4−メチル−3−シクロヘキセニル
−1)プロピルエステルの赤外線吸収スペクトル図、第
2図は実施例4で得られた光学活性4−n−テトラデシ
ルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸−4”−[2−
(4−メチル−3−シクロへキセニル−1)プロポキシ
カルボニル]フェニルエステルの赤外線吸収スペクトル
図、第3図は実施例11のCで得られた光学活性3−ク
ロル−4−ヒドロキシ安息香酸−2−(4−メチル−3
−シクロヘキセニル−1)プロピルエステルの赤外線吸
収スペクトル図、第4図は実施例11のCで得られた光
学活性4−n−ドデシルオキシ−4′−ビフェニルカル
ボン酸−2″−クロル−4”−(2−(4−メチル−3
−シクロヘキセニル−1)プロポキシカルボニル〕フェ
ニルエステルの赤外線吸収スペクトル図である。 特許出願人 株式会社 リ  コ −

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (但し、Rは炭素数20以下のアルコキシ基、nは1又
    は2の整数を、Xは水素又はハロゲン原子を示し、また
    *は不斉炭素原子を表わす) で示される光学活性エステル化合物。
  2. (2)一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (但し、Xは水素又はハロゲン原子を示し、*は不斉炭
    素原子を表わす。) で示される4−ヒドロキシ安息香酸エステル化合物。
  3. (3)一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (但し、Xは水素又はハロゲン原子を示し、*は不斉炭
    素原子を表わす。) で示される4−ヒドロキシ安息香酸エステル化合物と一
    般式(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (但し、Rは炭素数20以下のアルコキシ基、nは1又
    は2の整数、Yはヒドロキシ基又はハロゲン原子を表わ
    す) で示されるカルボン酸類又はカルボン酸ハロゲン化物類
    とを反応させることを特徴とする一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (但し、Rは炭素数20以下のアルコキシ基、nは1又
    は2の整数を、Xは水素又はハロゲン原子を示し、*は
    不斉炭素原子を表わす) で示される光学活性エステル化合物の製造方法。
  4. (4)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (但し、Rは炭素数20以下のアルコキシ基、nは1又
    は2の整数を、Xは水素又はハロゲン原子を示し、また
    *は不斉炭素原子を表わす) で示される光学活性エステル化合物を含有する液晶組成
    物。
JP63126391A 1988-05-24 1988-05-24 新規な光学活性エステル化合物及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2585716B2 (ja)

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