JPS5959648A - 液晶性化合物 - Google Patents

液晶性化合物

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JPS5959648A
JPS5959648A JP13526683A JP13526683A JPS5959648A JP S5959648 A JPS5959648 A JP S5959648A JP 13526683 A JP13526683 A JP 13526683A JP 13526683 A JP13526683 A JP 13526683A JP S5959648 A JPS5959648 A JP S5959648A
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JP13526683A
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English (en)
Inventor
マルチン・ペトルツイルカ
マルチン・シヤツト
アロイス・ビリガ−
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F Hoffmann La Roche AG
Original Assignee
F Hoffmann La Roche AG
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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】 本発明は、新規な液晶化合物、すなわち、一般式 式中、nは0または1の数であり;基X1およびX2の
1つはエステル基−COO−または−OOC−であり、
そして基X1、X2、X3およびX4の残りに単一の共
有結合であるかあるいはこれらの基の1つはエチレン基
−CH2CH2−であり;環A1およびA5は式 の基またはトランス−1,4−シクロヘキシレンであり
;環A2,A3およびA4は式IIの基であるか、ある
いはそれらがこれらの環の他の2つのうちの少なくとも
1つと単一の共有結合により結合していないとき、トラ
ンス−1,4−シクロヘキシ レンであり;ただし、存在する環の少なくとも1つは式
IIの基であり;Yは水素であるか、あるいは単一の共
有結合により別の環と結合していない式IIの1つの環
上に存在するとき、またフツ素、塩素またはメチルであ
り;そしてR1およびR2は1〜7個の炭素原子を含有
する直鎖状のアルキルであるか、あるいは式IIの環上
に存在するとき、また1〜7個の炭素原子を含有する直
鎖状のアルコキシ基である、 の四環式または五環式モノエステルである。また、本発
明は、上記式Iの化合物の製造、上記式Iの化合物を含
有する液晶混合物ならびに電気光学的目的およびクロマ
トグラフイー目的に対するそれらの使用に関する。
本発明により提供される化合物は、4個または5個のp
−フエニレン基および/またはトランス−1,4−シク
ロヘキシレン基を含有し、これにより単一の共有結合を
経て残りの環(p−フエニレンまたはトランス−1,4
−シクロヘキシレン)の1つに直接結合されていない適
宜存在していてもよいp−フエニレン基の1つは、側面
の(la−teral)フツ素、塩素またはメチル置換
基を有することができる。存在する環の少なくとも1つ
(すなわち、nが1であるとき環A1〜A5の少なくと
も1つあるいはnが0であるとき環A1、A2、A3お
よびA5の少なくとも1つ)は、式IIの基である。
A2、A3およびR4の単一の共有結合を介してこれら
の環の他の2つのうちの少なくとも1つに直接結合する
ものは、p−フエニレンである。他方において、環A2
として存在しうるトランス−1,4−シクロヘキシレン
基は、環A1と単一の共有結合で直接結合することがで
き、そして環A3またはA4として存在しうるトランス
−1,4−シクロヘキシレン基は環A5と単一の共有結
合で直接結合することができる。
X1がエステル基であるとき、X2、X3およびX4は
単一の共有結合であるか、あるいはこれらの基の1つは
またエチレン基である。相応して、X1、X2およびX
4は単一の共有結合であるか、あるいはR2がエステル
基を表わすとき、エチレン基である。
基R1およびR2は同一であるかあるいは相異なり、メ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル
、ヘプチル、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブ
チルオキシ、ペントキシ、ヘキシルオキシまたはヘプチ
ルオキシである。
液晶は最近主として指示装置における誘電体として重要
性を獲得した。このような物質の光学的性質は印加電圧
によつて影響を受けうるからである。液晶に基づく電気
光学的装置は、当業者によく知られており、そして種々
の効果、たとえば、動力学的散乱、整列した相の変形(
DAP型)、シヤツト−へルフリツヒ(Schadt−
Helfrich)効果〔回転セル(rotation
 cell)〕、「ゲスト−ホスト効果」またはコレス
テリツク−ネマチツク相転移に基づくことができる。
液晶は、電気光学的指示装置のための誘電体として適す
るためには、ある数の要件を満足しなくてはならない。
たとえば、それらは環境的因子(たとえば、熱、空気、
湿気など)に対して高度に化学的に安定でなくてはなら
ず、光化学的に安定でありかつ無色でなくてはならず、
短時間に応答しかつ粘度が高過ぎてはならず、液晶セル
が使用されるすべての温度範囲においてネマチツクまた
はコレステリツクのメソフエイズ(mesophase
)をもたなくてはならず、そしてすぐれたコントラスト
を与えなくてはならない。他の性質、たとえば、限界電
位、誘電異方性および導電性は、使用するセルの型に依
存して異なる粂件を満足しなくてはならない。
一般に、単一の化合物ですべての所望の性質およびある
程度相反する性質を達成することは不可能であるので、
いく鍾類かの成分を混合することにより特定の用途のた
めの性質を最適化する試みが主としてなされてきた。し
かしながら、この場合において、成分は互いに化学反応
を起こさず、かつよく混合することができることが重要
である。
さらに、形成される混合物はスメクチツクメソフエイズ
を有すべきではない。
その上、低い粘度の慣用成分は一般に低い透明点をもつ
だけであるか、あるいはそれら自体液晶ではないので、
高い透明点をもつ成分を混合物へしばしば加えなくては
ならない。しかしながら、後者の成分は、一般に、混合
物の粘度を大きく増大するという欠点を有する。
さらに、液晶に最近ガスクロマトグラフイーにおいて静
止相(stationary phase)として効果
的にまた使用されてきている。しかしながら、既知の静
止相は、なかでも、約180℃までの温度において使用
できるだけであるという欠点を有する。
したがつて、本発明の目的は、前述の欠点をもたないか
、あるいはこれらの欠点を軽減する、新規な液晶化合物
を提供することである。
本発明によつて提供される化合物は、高い透明点をもつ
大きいメソフエイズ範囲をもつと同時に、ある程度著し
く低い融点ならびに低い粘度を有し、相応して短かい応
答時間を有するので、液晶混合物の成分として非常によ
く適する。さらに、本発明によつて提供される化合物は
小さい誘電異方性値と、一般にネマチツクおよび/また
はスメクチツクのメソフエイズを有する。さらに、それ
らはすぐれた化学的および光化学的安定性を有し、そし
て無色である。本発明により提供される化合物は他の液
晶と混和性であり、かつ本発明の化合物と他の液晶化合
物および/または非液晶化合物と混合することにより、
ネマチツクまたはコレステリツクのメソフエイズをもつ
液晶を製造することができるので、本発明の化合物は広
い範囲で使用することができる。側面のフツ素、塩素ま
たはメチル置換基を有する化合物は、なかでもことにす
ぐれた安定性によつて区別される。前述の性質を基準に
して、本発明によつて提供される化合物は低粘度の混合
物の透明点を増加するためにことに適する。なぜなら、
この場合において、粘度は増加しないか、あるいはほん
のわずかに増加するだけであるからである。
さらに、本発明によつて提供される化合物は、それら自
体、ガスクロマトグラフイーにおいてきわめて選択的な
静止相であることを示し、それらの高い透明点および沸
点に基づいて、それらは従来知られでいる相よりも顕著
に高い使用温度において用いることができる。多くの場
合において、それらはガスクロマトグラフイーにおいて
通常用いられる約250℃の使用温度まで問題なく使用
できる。
ガスクロマトグラフイーおよび液晶誘電体の透明点の増
加における使用時の前述の利点は、式Iの五環式化合物
(n=1)の場合にことに適用される。
Yが水素であり、それゆえ式IIが1,4−フエニレン
である式Iの化合物(すなわち、側面の置換基をもたな
い化合物)が好ましい。
さらに、環の少なくとも1つはトランス−1・4−シク
ロヘキシレンである。式Iがエチレン基−CH2CH2
−を含有するとき、X1は好ましくはエチレン基である
(それゆえ、X2はエステル基である)。さらに、基X
1〜X4の1つがエチレン基である式Iの化合物におい
て、ニエチレン基に直接結合する2つの環のうちの少な
くとも1つは有利にはトランス−1,4−シクロヘキシ
レンである。しかしながら、基X1およびX2の1つが
エステル基−COO−または−OOC−であり且つX1
、X2、X3およびX4の残りが単一結合である式Iの
化合物が一般に好ましい。さらに、エステル基X1また
はX2に直接結合する2つの環のうちの少なくとも1つ
(好ましくはエステル基の酸素原子へ結合する環)が式
IIの基である式Iの化合物が好ましい;このことはこ
とに四環式化合物の場合に適用される。さらに、nが1
の数である式Iの化合物が基本的に好ましい。さらに、
X2はnが1の数であるとき、好ましくはエステル基で
ある。
式Iのことに適当な化合物は、基X1およびX2の1つ
がエステル基−COO−または−OOC−であり且つX
1、X2、X3およびX4の残りが単一の共有結合であ
り;環A1およびA5が1,4−フエニレンまたはトラ
ンス−1,4−シクロへキシレンであり;環A2、A3
およびA4が1,4−フエニレンであるかあるいは、そ
れらが単一の共有結合でこれらの環の他の2つのうちの
少なくとも1つに結合していないとき、またトランス−
1,4−シクロヘキシレンであり;そして存在する環の
少なくとも1つが1,4−フエニレン(好ましくはエス
テル基へ結合する環の1つ)であり且つ存在する環の少
なくとも1つがトランス−1,4−シクロヘキシレンで
ある化合物である。さらに、nは1であること、および
/またはX2がエステル基−COO−または−OOC−
であることが好ましい。
R1およびR2で表わされる好ましい基は、1〜7個の
炭素原子を含有する直鎖状のアルキル基である。さらに
、基R1およびR2の炭素原子の合計が5〜10個であ
る式1の化合物が好ましい。
本発明によつて提供されるモノエステルは、なかでも、
次の一般式の化合物である: 式中、R1およびR2は上記の意味を有し、そしてEは
エステル基−COO−または−OOC−である。
本発明により提供される好ましい化合物の例は、R1、
R2およびEの各々が表1に記載する意味を有する上記
式Ia〜In化合物ならびに後記実施例に詳述されてい
る式Iの化合物である。
好ましくは、Eは上記式Ib、Ih、Ii、Ik、Im
およびInにおいて−OOC−であり、そして上記式I
a、Ic〜IgおよびIi−Inにおいて−COO−で
ある。ことに好ましい例は、式Ia、Ic、If、Ij
、Im、Inの化合物、とくに式Ikの化合物である。
式Iの化合物は、本発明に従えば、 (a)X1がエステル基−COO−または−OOC−で
ある式Iの化合物を製造するため、一般式の化合物およ
び一般式 式中、基Z1およびZ2の一方はカルボキシル基であり
且つ他方はヒドロキシ基であり、そしてA1、A2、A
3、A4、A5、R1、R2、X2、X3、X4 およ
びnは上記の意味を有する、 の化合物またはこれらの化合物の反応性誘導体をエステ
ル化するか、あるいは (b)X2がエステル基−COO−または−OOC−で
ある式Iの化合物を製造するため、一般式の化合物およ
び一般式 式中、基Z1およびZ2の一方はカルボキシル基であり
且つ他方はヒドロキシ基であり、そしてA1、A2、A
3、A4、A5、R1、R2、X1、X3、X4および
nは上記の意味を有する、 の化合物またはこれらの化合物の反応性誘導体をエステ
ル化する、 ことによつて製造できる。
ことによつて反応は、それ自体既知の方法において、カ
ルボン酸またはその反応性誘導体(たとえば、酸の塩化
物、臭化物または無水物)を対応するヒドロキシ化合物
またはその適当な塩(たとえば、ナトリウム塩)でエス
テル化することにより実施できる。好ましい方法は酸塩
化物(これはカルボン酸から、たとえば、塩化チオニル
とともに加熱することによつて得ることができる)とヒ
ドロキシ化合物との反応である。この反応は便刊には不
活性溶媒、たとえば、エーテル、たとえば、ジエチルエ
ーテルまたはテトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミ
ド、ベンゼン、トルエン、シクロヘキサン、四塩化炭素
などの中で実施する。この反応において遊離する塩化水
素を結合するため、酸結合剤、たとえば、第三級アミン
、ピリジンなどが便利に使用される。酸結合剤に同時に
溶媒として役立たせることもできる。別の好ましい方法
は、カルボン酸とヒドロキシ化合物との4−(ジメチル
アミン)ピリジンおよびN,N′−ジシクロヘキシルカ
ーボジイミドの存在下での反応あるいは塩化オキサリル
およびジメチルホルムアミドの存在下での反応である〔
P.A.Stadler,Helv.Chim.Act
a61,1675(1978)〕。上記のエステル化反
応を実施する温度および圧力は臨界的ではなく、反応は
一般に大気圧および約−30℃ないし反応混合物の沸点
の温度において実施する。
式III〜VIの化合物1は、既知であるかあるいは既
知の化合物に類似し、既知の方法に従つて製造すること
ができる。
たとえば、Z2がカルボキシルであり、A2がp−フエ
ニレンであり且つX2がエチレン基である式IVの化合
物、Z1がカルボキシルであり、A2がp−フエニレン
であり且つX1がエチレンである式Vの化合物、および
Z2がカルボキシルであり、A3がp−フエニレンであ
り且つX3がエチレン基である式VIの化合物は、メチ
ルp−ホルミルベンゾエートをウイツテイヒ反応におい
て対応するホスホニウム塩と反応させ、次いで二重結合
を接触的に(たとえば、触媒としてパラジウムの存在下
に)水素添加し、そして得られるエステルをけん化する
ことによつて製造することもできる。
対応するヒドロキシ化合物は、同じ方法に従い、出発物
質としてp−アセトキシベンズアルデヒドを使用するこ
とにより製造することができる。
A2がトランス−1,4−シクロヘキシレンであり且つ
X2がエチレン基である式IVの化合物、A2がトラン
ス−1,4−シクロヘキシレンであり且つX1がエチレ
ン基である式Vの化合物、およびA3がトランス−1,
4−シクロヘキシレンであり且つX3がエチレンである
式VIの化合物は、たとえば、4−シアノシクロヘキサ
ンカルボキシアルデヒドをウイツテイヒ反応において対
応するホスホニウム塩と反応させ、次いで二重結合を接
触的に水素添加することによつて製造することもできる
。次いで、得られるシア化合物は、けん化によりカルボ
ン酸に転化することができ、あるいはメチルリチウム、
メチルマグネシウムプロミドなどとの反応、引き続くバ
イアー−ウイリガー(Baeyer−Villiger
)酸化(たとえばm−クロロ過安息香酸を用いる)およ
び得られるエステルのけん化により、対応するヒドロキ
シ化合物に転化することができる。
上記反応に類似する方法において、エチレン基およびエ
チレン基とカルボキシルまたはヒドロキシ基との間に2
個または3個の環を含有する式IV/およびVIの化合
物を製造することもできる。
式の化合物は、他の適当な液晶物質または非液晶物質、
たとえば、シツフの塩基、アゾベンゼン、アゾキシベン
ゼン、フエニルベンゾエート、シクロヘキサンカルボン
酸フエニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸シクロ
ヘキシルエステル、ビフエニル、ターフエニル、フエニ
ルシクロヘキサン、シクロヘキシルビフエニル、桂皮酸
誘導体、フエニルピリミジン、ジフエニルピリミジン、
シクロヘキシルフエニルピリミジン、フエニルジオキサ
ン、2−シクロヘキシル−1−フエニルエタンなどの部
類からの物質との混合物の形態で使用できる。このよう
々物質は、当業者に知られており、そしてそれらの多く
は、その上、商業的に入手できる。
本発明によつて提供される液晶混合物は、式Iの化合物
の1種またはそれ以上に加えて、好ましくは次の化合物
の1種またはそれ以上を含有する:一般式 式中R3は2〜7個の炭素原子を含有する直鎖のアルキ
ルまたはアルコキシ基である、の4−シアノビフエニル
、一般式 式中、R4は2〜7個の炭素原子を含有する直鎖状のア
ルキルであり、そしてR5はシアノまたは1〜7個の炭
素原子を含有する直鎖状のアルキルである、 のp−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)ベン
ゾニトリル、一般式 式中、R4は上記の意味を有する、 のp−(5−アルキル−2−ピリミジニル)ベンゾニト
リル、一般式 式中、R4は上記の意味を有する、 のp−〔5−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル
)−2−ピリミジニル〕ベンゾニトリル、一般式 式中R4は上記の意味を有する、 のp−(トランス−5−アルキル−m−ジオキサン−2
−イル)ベンゾニトリル、一般式式中、R5はシアノ基
または1〜6個の炭素原子を含有する直鎖状のアルコキ
シ基であり、そしてR4は上記の意味を有する、のp−
アルキル安息香酸フエニルエステル、一般式 式中、R4およびR6は上流の意味を有する、 のトランス−4−アルキルシクロへキサンカルボン酸フ
エニルエステル、一般式 式中、R7は3〜7個の炭素原子を含有する直鎖状のア
ルキル基であり、そしてR5はシアノ基または1〜7個
の炭素原子を含有する直鎖状のアルキルまたはアルコキ
シ基である、 の2−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)−1
−フエニルエタン、一般式 式中、R4は上記の意味を有する、 の4″−アルキル−4−シアノ−p−ターフエニルまた
は一般式 式中、R4は上記の意味を有する、 の4′−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)−
4−シアノビフエニル。
本発明により提供される混合物は、式1の化合物1種ま
たはそれ以上の化合物を含有できる。
式Iの化合物の1種またはそれ以上の約1〜約40重量
%の量並びに他の適当な溶晶物質および/または非液晶
物質の1種またはそれ以上を含有する混合物が好ましい
。約3〜約20重量%の式Iの化合物を含有する混合物
がことに好ましい。
さらに、本発明により提供される混合物は、適当な光学
的に活性な化合物(たとえば、光学的に活性なビフエニ
ル)および/または2色性(di−chroic)着色
物質(たとえば、アゾ、アゾキシおよびアントラキノン
着色物質)を含有することができる。このような化合物
の量は、溶解度および所望のピツチ、色、吸光などによ
つて決定される。好ましくは、活性化合物の量は最大約
4重量%であり、そして2色性着色物質の量は最大約1
0重量%である。
液晶化合物および電気光学的装置装置の製造は、それ自
体既知の方法において実施することができ、それゆえこ
こで詳述することは不必要であろう。
本発明によつて提供することは化合物をガスクロマトグ
ラフイーにおける液晶静止相あるいは液晶静止相として
使用することはそれ自体既知の方法において且つ通常の
支持材料上において実施することができる。本発明によ
つて提供される化合物は、異性体混合物の分割にことに
適する。この異性体混合物は、分割できないものである
か、あるいは通常の静止相を用いる分割が困難であるも
の、たとえば、シス/トランス−異性体の1,4−二置
換シクロヘキサン、異性体の芳香族炭化水素(たとえば
、キシレン、フエナントレン/アントラセン)、二重結
合の異性体(たとえば、不飽和脂肪酸エステル)などで
ある。
また、本発明は、ここに記載するすべての新規な化合物
、混合物、方法、使用および装置に関する。
以下の実施例は、電気光学的使用に好ましい本発明によ
つて提供される混合物の例である。△εは誘電異方性を
意味し、V10またはV50は10%または50%の透
過率についての限界電位(8μmのプレート分離および
0°の傾斜角を用いて回転セル中で測定した)を意味し
、tonはスイツチ・オン時間(0〜50%の透過)を
意味し、toffはスイツチ・オフ時間(100〜10
%の透過率)を意味し、ηは粘度(かさ粘度)を意味し
、Nmaxは多重可能なラインの最大数を意味し、そし
て△nは光学的異方性を意味する。
混合物1 6.55重量%の4′−エチル−4−シアノビフ   
     エニル、 3.64 〃 〃4′−プロピル−4−シアノビ   
     フエニル、 5.83 〃 〃4′−ブチル−4−シアノビフ   
     エニル、 18.94〃 〃4′−ペンチル−4−シアノビ   
     フエニル、 4.37 〃 〃4″−ペンチル−4−シアノ−   
     p−ターフエニル、 4.37 〃 〃4′−(トランス−4−ペンチ   
     ルシクロヘキシル)−4−シア      
  ノビフエニル、 3.92 〃 〃1−(トランス−4−ペンチル   
     シクロヘキシル)−4−プロピ      
  ルベンゼン、 7.29重量%のトランス−4−プチルシクロヘ   
     キサンカルボン酸p−エトキシ      
  フエニルエステル、 7.29 〃 〃トランス−4−ペンチルシクロ   
     ヘキサンカルボン酸p−メトキ      
  シフエニルエステル、14.56〃 〃2−(トラ
ンス−4−ペンチル        シクロヘキシル)
−1−(p−        エトキシフエニル)エタ
ン、5.59 〃 〃1−〔2−(トランス−4−フ゛
        チルシクロヘキシル)エチル〕   
     −4−トランス−4−ペンチ       
 ルシクロヘキシル)ベンゼン、5.49 〃 〃4−
〔2−(トランス−4−ブ        チルシクロ
ヘキシル)エチル〕        −4′−(トラン
ス−4−ペン        チルシクロヘキシル)ビ
フエニ        ル、 7.84重量%の4−〔2−(トランス−4−プ   
     チルシクロヘキシル)エチル〕      
  −4′−(トランス−4−ペン        チ
ルシクロへキシル)−1,1′        −エチ
レンジベンゼン、4.32 〃 〃4′−(トランス−
4−ペンチ        ルシクロヘキシル)−4−
ビフ        エニルカルボン酸p−(トラン 
       ス−4−プロピルシクロヘキシ    
    ル)フエニルエステル;融点<−30℃、cl
.p.98℃、ネマチツク;△ε=7.37;V10=
2.55V、V50=2.88V;ton=28ms、
toff=48ms;η=27cp;Nmax=68;
△n=0.151。
混合物2 4.49重量%の4′−エチル−4−シアノビフ   
     エニル、 2.99 〃 〃4′−プロピル−4−シアノビ   
       フエニル、 5.09 〃 〃4′−ブチル−4−シアノビフ   
     エニル、 13.82〃 〃4−(トランス−4−ペンチル   
     シクロヘキシル)ベンゾニトリル4.40 
〃 〃4″−ペンチル−4−シアノ−        
p−ターフエニル、 4.49 〃 〃4′−(トランス−4−ペンチ   
     ルシクロヘキシル)−4−シア      
  ノビフエニル、 7.41 〃 〃トランス−4−ブチルシクロヘ   
     キサンカルボン酸p−エトキシ      
  フエニルエステル、 6.59 〃 〃トランス−4−ペンチルシクロ   
     ヘキサンカルボン酸p−メトキ      
  シフエニルエステル、3.10 〃 〃2−(トラ
ンス−4−プロピル        シクロヘキシル)
−1−(p−        エチルフエニル)エタン
、19.65〃 〃2−(トランス−4−ペンチル  
      シクロヘキシル)−1−(p−     
   エトキシフエニル)エタン、8.59 〃 〃1
−〔トランス−4−ブ        チルシクロヘキ
シル)エチル〕        −4−(トランス−4
−ペンチ        ルシクロヘキシル)べンゼン
、5.43 〃 〃4−〔2−(トランス−4−ブ  
      チルシクロヘキシル)エチル〕     
   −4′−(トランス−4−ペン        
チルシクロへキシル)ビフエニ        ル、 9.30重量%の4−〔2−(トランス−4−ブ   
     チルシクロヘキシル)エチル〕      
  −4′−(トランス−4−ペン        チ
ルシクロヘキシル)−1,1′        −エチ
レンジベンゼン、4.65 〃 〃4′−(トランス−
4−ペンチ        ルシクロヘキシル)−4−
ビフ        エニルカルボン酸トランス−4 
       −(p−プロピルフエニル)−    
    シクロヘキシルエステル;融点<−30℃、c
l.p.100℃、ネマチック;△ε=6.46;V1
0=2.61V;V50=2.93V;ton=31m
s、toff=42ms;η=27cp;Nmax=7
3;△n=0.131。
混合物3 4.49重量%の4′−エチル−4−シアノビフ   
     エニル、 2.99 〃 〃4′−プロピル−4−シアノビ   
     フエニル、 5.09 〃 〃4′−ブチル−4−シアノビフ   
     エニル、 13.82〃 〃4−(トランス−4−ペンチル   
     シクロヘキシル)ベンゾニトリ      
  ル、 13.82〃 〃4−(トランス−4−ペンチル   
     シクロヘキシル)ベンゾニトリ      
  ル、 8.89 〃 〃4′−(トランス−4−ペンチ   
     ルシクロヘキシル)−4−シア      
  ノビフエニル、 7.41 〃 〃トランス−4−ブチルシクロヘ   
     キサンカルボン酸p−エトキシ      
  フエニルエステル、 6.59 〃 〃トランス−4−ペンチルシクロ   
     ヘキサンカルボン酸p−メトキ      
  シフエニルエステル、3.10重量%の2−(トラ
ンス−4−プロピル        シクロヘキシル)
−1−(p−        エチルフエニル)エタン
、19.65〃 〃2−(トランス−4−ペンチル  
      シクロヘキシル)−1−(p−     
   エトキシフエニル)エタン、8.59 〃 〃1
−〔2−(トランス−4−ブ        チルシク
ロヘキシル)エチル〕        −4−(トラン
ス−4−ペンチ        ルシクロヘキシル)ベ
ンゼン、5.43 〃 〃4−〔2−トランス−4−ブ
        チルシクロヘキシル)エチル〕   
     −4′−(トランス)−4−ペ      
  ンチルシクロヘキシル)ビフエ        ニ
ル、 9.30 〃 〃4−〔2−(トランス−4−ブ   
     チルシクロヘキシル)エチル〕      
  −4′−(トランス−4−ペン        チ
ルシクロヘキシル)−1,1′        −エチ
レンジベンゼン、4.65重量%の4′−(トランス−
4−ペンチ        ルシクロヘキシル)−4−
ビフ        エニルカルボン酸トランス−4 
       −(p−プロピルフエニル)−    
    シクロヘキシルエステル;融点<−30℃、c
l.p.98℃、ネマチツク。
融合物4 4.49重量%の4′−エチル−4−シアノビフ   
     エニル、 2.99 〃 〃4′−プロピル−4−シアノビ   
     フエニル、 5.09 〃 〃4′−ブチル−4−シアノビフ   
     エニル、 13.82重量%4′−(トランス−4−ペンチル  
      シクロヘキシル)ベンゾニトリ     
   ル、 4.40 〃 〃4″−ペンチル−4−シアノ−   
     p−ターフエニル、 4.49 〃 〃4′−(トランス−4−ペンチ   
     ルシクロヘキシル)−4−シア      
  ノビフエニル、 3.1O 〃 〃1−(トランス−4−エチルシ   
     クロヘキシル)−4−プロピル      
  ベンゼン、 7.41 〃 〃トランス−4−ブチルシクロヘ   
     キサンカルボン酸p−エトキシ      
  フエニルエステル、 6.59 〃 〃トランス−4−ペンチルシクロ   
     ヘキサンカルボン酸p−メトキ      
  シクロニルエステル、19.65重量%の2−(ト
ランス−4−ペンチル        シクロヘキシル
)−1−(p−        エトキシフエニル)エ
タン、8.59 〃 〃1−〔2−(トランス−4−プ
        チルシクロヘキシル)エチル〕   
     −4−(トランス−4−ペンチ      
  ルシクロヘキシル)ペンゼン、5.43 〃 〃4
−〔2−(トランス−4−プ        チルシク
ロヘキシル)エチル〕        −4′−(トラ
ンス−4−ペン        チルシクロヘキシル)
ピフエニ        ル、 9.30 〃 〃4−〔2−(トランス−4−ブ   
     チルシクロへキシル)エチル〕      
  −4′−(トランス−4−ペン        チ
ルシクロヘキシル)−1,1′        −エチ
レンジベンゼン、4.65重量%の4′−(トランス−
4−ペンチ        ルシクロヘキシル)−4−
ピフ        エニルカルボン酸p−(トラン 
       ス−4−プロピルシクロヘキシ    
    ル)フエニルエステル;融点<−30℃、cl
.p.100℃、ネマチツク。
本発明により提供される化合物の製造、ある種の出発物
質の製造およびクロマトグラフイーにおける本発明によ
り提供される化合物の使用を、次の実施例によりさらに
詳しく説明する。Cは結晶相を意味し、Sはスメチツク
相を意味し、Nはネマチツク相を意味し、そしてIは等
方性相を意味する。
実施例1 140gの4′−(トランス−4−ペンチルシクロヘキ
シル)−4−ビフエニルカルボン酸を、25mlのベン
ゼン中で0.82gの塩化チオニルとともに3時間加熱
沸とうさせた。溶酸と過剰の塩化チオニルを蒸留除去し
、残留物を各回25mlのトルエン中に2回取り、濃縮
した。
得られた粗製4′−(トランス−4−ペンチルシクロヘ
キシル)−4−ビフエニルカルボン酸クロライドを40
mlのベンゼン中に溶かし、次いで29mlのピリジン
中の0.90gのトランス−4−(p−プロピルフエニ
ル)シクロヘキサノールの溶液に滴々加えた。この混合
物を65℃の浴温度において一夜かきまぜ、次いで氷水
中に注ぎ、ジエチルエーデルで抽出した。抽出液を各回
25mlの3N塩酸で4回洗浄し、次いで水で数回洗浄
し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。得られた粗製
4′−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−4
−ビフエニルカルボン酸トランス−4−(p−プロピル
フエニル)シクロヘキサルエステルを、少量の酢酸エチ
ルを含有するエタノールから1回、次いで酢酸エチルか
ら1回再結晶化した。
収量1.1g;融点(C−S)131.2℃;転相S−
N143.3℃;cl.p.(N−I)337.5℃。
次の化合物が同様な方法で製造された:p−(トランス
−4−ペンチルシクロヘキシル)安息香酸トランス−4
−(p−プロピルフエニル)シクロヘキシルエステル;
融点(C−S)116.1℃、転相S−N118.8℃
、cl.p.(N−I)262.7℃。
p−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)安息香
酸p−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)フエ
ニルエステル;転粗C−C92.5℃、融点(C−S)
、135.6℃、転粗S−N142.5℃、cl.p.
(N−I)310℃。
p−〔2−トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)エ
チル〕安息香酸トランス−4−(p−プロピルフエニル
)シクロヘキシルエステル;融点(C−S)110℃、
転相S−N118℃、cl.p.(N−I)213.5
℃。
p−〔2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)
エチル〕安息香酸p−(トランス−4−プロピルシクロ
ヘキシル)フエニルエステル;融点(C−S)117.
3℃、転相S−N133℃、cl.p.(N−T)26
2.5℃。
4′−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−4
−ビフエニルカルボン酸トランス−4−(p−ブチルフ
エニル)シクロヘキシルエステル;融点(C−S)10
7.0℃または112.7℃または117.6℃(3種
類の変態)、転相S−N149.1℃、cl.p.(N
−I)333.0℃。
さらに、実施例2および5に記載する式Iのすべての化
合物は、同様な方法で製造できる。
実施例2 0.40gの4−ヒドロキシ−4′−(トランス−4−
ペンチルシクロヘキシル)−ビフエニル、0.21gの
トランス−4−プロピルシクロヘキサンカルボン酸およ
び0.025gの(4−ジメチルアミノ)ピリジンを2
5mlのジクロロメタン中に溶かし、次いで0.31g
のN,N′−ジシクロへキシルカーポジイミドを10分
以内にかきまぜながら少しずつ加えた。この混合物を室
温で3日間静置し、次いで沈殿をろ過する。炉液をジク
ロロメタンで希釈し、各回20mlの飽和重炭酸ナトリ
ウム溶液で2回洗浄し、次いで水で洗浄し、硫酸ナトリ
ウムで乾燥し、濃縮する。得られた粗製トランス−4−
プロピルシクロヘキシル)−−(トランス−4−ペンチ
ルシクロヘキシル)−4−ビフエニリルエステルを、シ
リカゲルのクロマトグラフイーに付し、ヘキサン/ジオ
キサン(容量比19:1)で溶離した。薄層クロマトグ
ラフイーにより純粋であるフラクシヨンを、集め、酸酢
エチルから再結品化した。収量0.33g;融点(C−
S)92℃、cl.p.(N−I)319℃;それ以上
の転相:S−S154℃、S−S218.5℃、S−N
240℃。
次の化合物を同様な方法で製造した: トランス−4−(p−ペンチルフエニル)シクロヘキサ
ンカルボン酸トランス−4−(p−プロピルフエニル)
シクロヘキシルエステル;融点(C−S)66.5℃、
転相S−N183℃、cl.p.(N−I)234.5
℃。
トランス−4−〔2−(トランス−4−ペンチルシクロ
ヘキシル)エチル〕シクロへキサンカルボン酸トランス
−4−(p−プロピルフエニル)シクロヘキシルエステ
ル;融点(C−S)65.4℃、転相S−N228.4
℃、cl.p.(N−I)245.1℃。
4′−(トランス−4−ペンチルシクロへキシル)−4
−ビフエニルカルボン酸トランス−4−プロピルシクロ
ヘキシルエステル;融点(C−S)111.8℃、転相
S−N118℃、cl.p.(N−I)282.5℃。
4′−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−4
−ビフエニルカルポン酸p−(トランス−4−フロピル
シクロヘキシル)フエニルエステル、融点(C−S)1
53.9℃、転相S−N195.0℃、cl.p.(N
−I)419℃。
4′−(トランス−4−ペンチルシクロへキシル)−4
−ビフエニルカルボン酸p−(トランス−4−ブチルシ
クロヘキシル)フエニルエステル;融点(C−S)14
0℃、転相S−N201℃、cl.p.(N−I)41
3℃。
4′−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−4
−ビフエニルカルボン酸p−〔2−(トランス−4−ブ
チルシクロヘキシル)エチル〕フエニルエステル;融点
(C−S)139℃または145℃(2種の変態)、転
相S−N189.5℃、cl.p−(N−I)358.
5℃。
さらに、実施例1および5に記載する式Iのすべての化
合物は、同様な方法で製造することができる。
実施例3 30mlのt−ブチルメチルエーテル中の2.51gの
p−ペンチルベンジル−トリフエニルホスホニウムプロ
ミドもおよび615mgの4−シアノシクロヘキサンカ
ルボキシアルデヒドのシス/トランス混合物(約1:1
)の混合物を、温度度および固体物質添加管を備えるス
ルホン化フラスコ内に0℃においてアルゴンガス化のも
とに入れ、2分以内に673mgの固体のカリウムt−
ブチラートで処理し、引き続いてさらに1.5時間かき
まぜた。
次いでこの赤かつ色の不均質混合物を100mlの水中
に注ぎ、各回100mlのジエチルエーテルで3回抽出
した。有機相を各回50mlの水で2回洗浄し、50m
lの飽和塩化塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、硫酸マ
グネシウムで乾燥し、濃縮した。
残留物を150mlのヘキサン中に懸濁させ、沈殿した
トリフエニルホスフインオキシドをろ過により除去し(
ヘキサンですすぐ)、ろ過を濃縮する。
得られた油(1.36g)をシリカゲルの低圧クロマト
グラフイー(0.4バール)に付し、3%の酢酸エチル
/石油エーテルで溶離すると、1.02g(81%)の
4−〔2−(p−ペンチルフエニル)エテニル〕シクロ
ヘキサン力ルポニトリルが無色の油として得られた;R
f値(10%の酢酸エチル/石油エーテル):0.27
および0.37(立体異性体の混合物)。
得られた956mgの4−〔2−(p−ペンチルフエニ
ル)エテニル〕シクロヘキサンカルボニトリルをスルホ
ン化フラスコ内の50mlのトルエン中に溶解し、15
0mg10%のパラジウム/炭素で処理し、水素の吸収
が止むまで(約30分間)常圧および室温で水素化した
。混合物をろ過し(トルエンで洗浄する)、ろ液を濃縮
し、残留物(890mg)をシリカゲルの低圧クロマト
グラフイー(0.4バール)に付し、5%の酢酸エチル
/石油エーテルで溶離すると、788mg(82%)の
4−〔2−(p−ペンチルフエニル)エチル〕−シクロ
ヘキサンカルボニトリル(ガスクロマトグラフイ−およ
びNMR分光分析に従うシス/トランス(比約1:3)
が得られた。ペンタンから−20℃において2回結晶化
すると、最終的にトランス−ニトリル(トランス含量9
8.8%)が得られた;融点(C−I)22.4℃、c
l.p.(N−I)−14.1℃、Rf値(5%酢酸エ
チル/石油エーテル)0.22。
得られたトランス−4−〔2−(p−ペンチルフエニル
)エチル〕シクロヘキサンカルボニトリルを、実施例4
におけるようにしてトランス−4−〔2−(p−ペンチ
ルフエニル)エチル〕シクロヘキサンカルボン酸に転化
することができる。
実施例4 50mlのジエチレングリコール中の3.60gのトラ
ンス−4−〔2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキ
シル)エチル〕シクロヘキサンカルボニトリルおよび5
.0gの水酸化カリウムの混合物を、還流冷却器を備え
る丸底フラスコ内で180℃で22時間加熱した。冷却
後、このかつ色混合物を約100mlの2N塩酸で酸性
化し、各回約100mlのジエチルエーテルで3回抽出
した。有機相を各回100mlの水で3回洗浄し、硫酸
マグネシウムで乾燥し、濃縮した。残留物(3.74g
;シス/トランス比約1:3)を引き続いて100ml
のへキサンから結晶化すると、2.12g(55%)の
純粋なトランス−4−〔2−(トランス−4−ペンチル
シクロヘキシル)−エチル〕シクロヘキサンカルボン酸
が得られた;融点143.0℃、cl.p.209.9
℃。
実施例5 機械的撹伴機、血清キヤツプ(serum cap)、
温度計および滴下漏斗を備えるスルホン化フラスコ内に
アルゴンでガス化しながら、20mlのアセトニトリル
中の0.902mlのジメチルホルムアミドの溶液を入
れ、そして2分以内に0.338mlの塩化オキサリル
で処理した。添加の完了後、この混合物を−20℃にお
いてさらに20分間かきまぜ、次いで1.0gのトラン
ス−4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)シ
クロヘキサンカルボン酸を、生ずる白色懸濁液中に、固
体を物質の添加管を経て導入した。この混合物を−20
℃において30分間引き続いてかきまぜ、次いで−20
℃において10分以内に20mlのアセトニトリル中の
1.97gのトランス−4−(p−プロピルフエニル)
シクロヘキサノールおよび0.9mlのピリジンの溶液
で滴々処理する。この混合物をさらに15時間かきまぜ
、その間室温にゆつくり加温し、次いで200mlの冷
2N炭酸ナトリウム溶液中に注ぎ、各回200mlの塩
化メチレンで3回抽出した。有機相を100mlの2N
炭酸ナトリウム溶液で1回、各回200mlの水で2回
洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮した。140
gのシリカゲルの低圧クロマトグラフイー(0.5バー
ル)に付し、トルエン/ヘキサン(体種比1:1)で溶
離すると、757mg(44%)のトランス−4−(ト
ランス−4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキサン
カルボン酸トランス−4−(p−プロピルフエニル)シ
クロヘキシルエステルが無色の結晶として得られた。ア
セトンから1回結晶化すると、分析的に純粋な生成物が
得られた;(C−S)63.3℃、転相S−N241.
5℃、cl.p.(N−I)285.5℃。
次の化合物を、同様な方法で製造した:トランス−4−
(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキ
サンカルボン酸p−(トランス−4−プロピルシクロヘ
キシル)フエニルエステル;融点(C−S)44℃、転
相S−N241.5℃、cl.p.(N−I)310℃
さらに、実施例1および2に記載する式Iのすべての化
合物は、同様な方法で製造することができる。
4−シス/トランス−プロピル−1−(4−プロピルフ
エニル)シクロヘキサン(シス/トランス比約1:1)
を、2重量%の4′−(トランス−4−ペンチルシクロ
ヘキシル)−4−ビフエニルカルボン酸トランス−4−
(p−プロピルフエニル)シクロヘキシルエステルをG
as−ChromQ■(Applied Scienc
e Labs)、120/140メツシユ上において充
填した、充填カラム(長さ3m、内径2.2mm)で、
160℃の分析温度において分割した。窒素(30ml
/分)をキヤリヤーガスとして使用した。保持時間はシ
ス異性体について20分、トランス異性体について39
分であつた。トランス異性体についての相対保持αは2
.0(シス異性体についてα=1.0)であつた。
実施例7 オレイン酸メチル〔(Z)異性体〕とエライジン酸メチ
ル〔(E)異性体〕(Z/E比約3:1)の異性体混合
物を、Gas−ChromQ■(AppliedSci
ence Labs)、120/140メツシユ上の2
重量係の4′−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシ
ル)−4−ビフエニルカルボン酸トランス−4−プロピ
ルシクロヘキシルエステルを充填した、充填カラム(長
さ2m、内径2.2mm)で、150℃の分析温度にお
いて分割した。窒素(30ml/分)をキヤリヤーガス
として使用した。保持時間は、オレイン酸メチルについ
て32分、エライジン酸メチルについて約35分であつ
た。エライジン酸メチルについての相対保持αは1.1
(オレイン酸メチルについてα=1.0)であつた。
実施例8 アントラセンとフエナントレン(異性体比アントラセン
/フエナントレン約3:1)の混合物をGas−Chr
omQ■(Applied Science Labs
)、120/140メツシユ、上の2重量%の4′−(
トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−4−ビフエ
ニルカルボン酸トランス−4−(p−プロピルフエニル
)シクロヘキシルエステルを充填した、充填カラム(長
さ3m、内径2.2mm)で180℃の分析温度に本い
て分割した。窒素(30ml/分)をキヤリヤーガスと
して使用した。保持時間は、フエナントレンについて1
0分、アントラセンについて13分であつた。アントラ
センについての相対保持は、1.3(フエナントレンに
ついてα=1.0であつた)。
特許出願人 エフ・ホフマン・ラ・ロシユ・ウント・コ
ンパニー・アクチ エンゲゼルシヤフト 代理人 弁理士 小田島 平吉

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.一般式 式中、nは0または1の数であり;基X1およびX2の
    1つはエステル基−COO−または−OOC−であり、
    そして基X1、X2、X3およびX4の残りは単一の共
    有結合であるかあるいはこれらの基の1つはエチレン基
    −CH2CH2−であり;環A1およびA5は式の基ま
    たはトランス−1,4−シクロヘキシレンであり;環A
    2、A3およびA4は式IIの基であるか、あるいはそ
    れらがこれらの環の他の2つのうちの少なくとも1つと
    、単一の共有結合により結合していないとき、またトラ
    ンス−1,4−シクロヘキシレンであり;ただし、存在
    する環の少なくとも1つは式IIの基であり;Yは水素
    であるか、あるいは単一の共有結合により別の環と結合
    していない式IIの1つの環上に存在するとき、またフ
    ツ素、塩素またはメチルであり;そしてR1およびR2
    は1〜7個の炭素原子を含有する直鎖状のアルキルであ
    るか、あるいは式IIの環上に存在するとき、また1〜
    7個の炭素原子を含有する直鎖状のアルコキシ基である
    、 の化合物。
  2. 2.Yが水素である特許請求の範囲第1項記載の化合物
  3. 3.基X1およびN2の1つがエステル基−COO−ま
    たは−OOC−であり、そして基X1、X2、X3およ
    びX4の残りが単一の共有結合であるか、あるいはX2
    がエステル基であるとき、X1はまたエチレン基−CH
    2CH2−である特許請求の範囲1または2項記載の化
    合物。
  4. 4.基X1およびX2の1つがエステル基−COO−ま
    たは−OOC−であり、そして基X1、X2、X3およ
    びX4の残りが単一の共有結合である特許請求の範囲第
    3項記載の化合物。
  5. 5.存在する環の少なくとも1つがトランス−1,4−
    シクロヘキシレンである特許請求の範囲第1〜4項のい
    ずれかに記載の化合物。
  6. 6.基X1およびX2の1つがエステル基−COO−ま
    たは−OOC−を表わし、そして基X1、X2、X3お
    よびX4の残りが単一の共有結合であり;環A1および
    A5が1,4−フエニレンまたはトランス−1,4−シ
    クロヘキシレンであり;環A2、A3およびA4がフエ
    ニレンを表わすか、あるいはそれらがこれらの環の他の
    2つのうちの少なくとも1つと単一の共有結合により結
    合していないとき、またトランス−1,4−シクロヘキ
    シレンであり;そして存在する環の少なくとも1つが1
    ,4−フエニレンでありかつ存在する環の少なくとも1
    つがトランス−1,4−シクロヘキシレンである特許請
    求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の化合物。
  7. 7.nが1の数である特許請求の範囲第1〜6項のいず
    れかに記載の化合物。
  8. 8.X2がエステル基−COO−または−OOC−であ
    る特許請求の範囲第7項記載の化合物。
  9. 9.R1およびR2が1〜7個の炭素原子を含有する直
    鎖状のアルキルである特許請求の範囲第1〜8項のいず
    れかに記載の化合物。
  10. 10.基R1およびR2中の炭素原子の合計が5〜10
    である特許請求の範囲第1〜9項のいずれかに記載の化
    合物。
  11. 11.特許請求の範囲第1項において定義された式Iの
    化合物の1種またはそれ以上と他の液晶物質および/ま
    たは非液晶物質の1種またはそれ以上とを含有する液晶
    混合物。
  12. 12.(a)X1がエステル基−COO−または−OO
    C−である式Iの化合物を製造するため、一般式 の化合物および一般式 式中、基Z1およびZ2の一方はカルボキシル基であり
    且つ他方はヒドロキシ基にであり、そしてA1、A2、
    A3、A4、A5、R1、R2、X2、X3、X4およ
    びnは特許請求の範囲第1項記載の意味を有する、の化
    合物またはこれらの化合物の反応性誘導体をエステル化
    するか、あるいは (b)X2がエステル基−COO−または−OOC−で
    ある式Iの化合物を製造するため、一般式の化合物およ
    び一般式 式中、基Z1およびZ2の一方はカルボキシル基であり
    且つ他方はヒドロキシ基であり、そしてA1、A2、A
    3、A4、A5、R1、R2、X1、X3、X4および
    nは特許請求の範囲第1項記載の意味を有する、 の化合物またはこれらの化合物の反応性誘導体をエステ
    ル化する、 ことを特徴とする特許請求の範囲第1項において定義し
    た式Iの化合物の製造方法。
  13. 13.電気光学的目的のための特許請求の範囲第1項に
    おいて定義した式Iの化合物の使用。
  14. 14.ガスクロマトグラフイーにおける液晶静止相とし
    ての特許請求の範囲第1項において定義した式Iの化合
    物の使用。
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