JPS6322542A - 両親媒性の4−アルコキシポリエトキシ安息香酸エステル、その製法及び用途 - Google Patents

両親媒性の4−アルコキシポリエトキシ安息香酸エステル、その製法及び用途

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JPS6322542A
JPS6322542A JP62161396A JP16139687A JPS6322542A JP S6322542 A JPS6322542 A JP S6322542A JP 62161396 A JP62161396 A JP 62161396A JP 16139687 A JP16139687 A JP 16139687A JP S6322542 A JPS6322542 A JP S6322542A
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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】 親水性及び疎水性の両単位から構成される両親媒性化合
物は、水性系中で臨界ミセル濃度においてミセル構造を
形成し、これは適当な構造及び特定の濃度範囲において
液晶相(メソ相)として存在する。このメソ相は小球形
、小棒状形又は小円板形のミセルから構成されていてよ
く、その際二成分系中に異なるメソ相が存在する・こと
もできる。メソ相の構造は偏光顕微鏡による組織調査に
より定めることができる。組織−構造の評価の詳細な綜
説は、デームス著テクスチャーズーオプ・リキッドΦク
リスタルズ、リヒター・フエルラーク・ヘミ−(197
8年)に記載されている。文献(J、Chem、 So
c、 Farad。
’I’rans、 [、89巻975頁1986年及び
J。
Chem、 Phys、 73巻5849頁1980年
)によれば、例えば相の挙動及び特にメン形の相の存在
は、次式の構造の非イオン性界面活性剤の親水性単位と
疎水性単位の間のバランスに依存することが知られてい
る。X対yの関係を適当に選ぶことにより、界面活性剤
及び水からの、特定の温度範囲においてメン相を示す二
成分系を実現することができる。
コロイド・アンド・ポリマー・サイエンス260巻56
〜65頁(1982年)には、単量体両親媒性物質及び
その重合体類縁物質の詳細な比較研究が報告されている
。両親媒性の分枝状重合体は改善された溶解性を有する
ため、界面活性剤及び水からの二成分系における混合中
断はより高い温度に移行される。
固定した疎水性単位を両性化合物中に組込むことにより
、リューマンら(Macromol 、 Chem。
186巻1059頁1985年及びコロイド・アンド・
ポリマーφサイエンス264巻189頁1986年参照
)は、この種の化合物が水との二成分系中で小円板形の
(ディスコティックな)ミセルを形成すること、そして
液晶性の板状LCt−相に先立って離液性のネマチック
相が存在することを示した。
これまで知られたメン系の界面活性剤系は、狭(限られ
た濃度範囲内で多数の液晶相を有し、そしてその優れた
流動性により特色付けられるネマチック相が、著しく狭
い濃度及び温度範囲内でのみ均質な相として存在すると
いう欠点を有する。So−構造を有するスメクチック相
は、これまで知られていない。
本発明の課題は、水溶液中で板上の(ディスコティック
な)ミセルを形成するこちができ、そして少なくとも1
種のスメクチック相を有する、非イオン性の両親媒性化
合物を提供することであった。
本発明はこの課題を解決するもので、一般式(式中R3
は次式 のn−価の残基を意味し、nは1又は2以上の整数、R
1は01〜C2−アルキル基、R2はH又はCH3、X
は6〜12の数、yは6〜15の数を意味する)で表わ
される非イオン性の4−アルコキシポリエトキシ安息香
酸エステルである。
基R3として次式 の残基な有する本発明の物質は重合体化合物である。こ
の化合物は\多数の重合体物質のように、重合体鎖の両
側に次式 で表わされるように末端基を有するが、ここでは一般に
用いられる開放した形で示される。
この式中Ql及びQ2は末端基であり、その性質は各重
合条件に依存することが知られているが、すべての場合
に既知ではない。なぜならば末端基はきわめて費用のか
かる試験によってし体 か確認することができず、そして多くは重へ物質の性質
にとって本質的に重要でないからである。末端基の問題
点については、例えばボウペン−ワイル著「メトーデン
φデル・オルガニソシエンーヘミー」第4版14/1巻
116〜118頁が参照される。
本発明の重合体物質において、nは少なくとも2、好ま
しくは400までであり、nが20〜200の整数であ
る本発明の重合体物質が特に有利である。
本発明の非重合体物質は、一般式 C,% C4−アルキル基、R2はH又はCH,、Xは
6〜12の数、yは3〜15の数を意味する)で表わさ
れる。Xは平均エトキシル化度を意味際Xの平均値は6
〜12である。
式Iの化合物において、両方の原子団 R’ −(0−CH2−CH2)X−は2個の翼状の親
水性基であるが、分子の残りの部分は固定した疎水性の
心部とみなすことができる。一般式 (式中R1はC1〜C4−アルキル基好ましくはCHl
、R2はH又はCH5、Xは6〜12好ましくは5〜8
の数、yは3〜15好ましくは8〜12の数を意味する
)で表わされる化合物は、ラジカル形成性開始剤及び場
合により調節剤の存在下に重合させることができる。そ
の際、RJ″−Hである式■の残基が側鎖の形で、式I
の化合物の疎水性単位の分子の縦軸が、結合するアルキ
レン鎖に対して横断するように重合体鎖に固定された前
記の重合体物質が得られる。意外にも、固定された疎水
性6部と2個の親水性の翼状基から構成される式Iの化
合物は、水との二成分系において定められたミセル形状
、すなわち小円板形の(ディスコティックな)ミセルの
みを形成し、そのミセルの大きさく厚さ)は疎水性単位
の選択により調節できることが見出された。
このミセルは特定の濃度範囲において、単一の離液性ス
メクチック相を形成する。式Iaの化合物の重合により
得られる非イオン性の重合体物質に関しても、これが界
面活性剤及び水からの二成分系中で液晶性相を示すこと
が可能である。
式Iの化合物は、例えば多段階反応において得られ、そ
の場合はまず一般式 %式%() (式中R1は01〜C4−アルキル基好ましくはCH3
、Xは1〜12、HalはC1、Br又はJを意味する
)で表わされる化合物を、塩基の存在下に4−ヒドロキ
シ安息香酸−C1〜C2−アルキルエステルと、ハロゲ
ンを脱離させながら反応させて、一般式 の化合物を生成する。
好適な4−ヒドロキシ安息香酸エステルは、例えば4−
ヒドロキシ安息香酸のメチルエステル、エチルエステル
、イソプロピルエステル、n−プロピルエステル、イソ
ブチルエステル及びn−ブチルエステルであり、好まし
くは4−ヒドロキシ安息香酸メチルエステルが用イラレ
る。塩基としては、特に苛性ソーダ溶液、苛性カリ溶液
又はアルカリアルコラードが用いられる。この反応は無
溶媒で、又は溶剤例えばジオキサン、水、メタノール又
はジメチルスルホキシドの中で行うことができる。式■
の化合物を一般式 で表わされる相当する酸クロリド又は酸プロミドに導き
、次いでこの化合物を一般式 R2はH1CH2好ましくはCH,、yは3〜15好ま
しくは8〜12の数を意味する)で表わされる化合、物
と反応させる。
この反応は三級アミン例えばピリジン、トリエチルアミ
ン又はトリブチルアミンの存在下に、好ましくは溶剤例
えばジオキサ/、テトラヒドロフラン又はジクロルメタ
ンの中で行われる。
式■の非イオン性界面活性剤の溶液が得られ、これから
溶剤の蒸発濃縮により式■の化合物を分離することがで
きる。場合によりその前に精製例えばシリカゲルクロマ
トグラフィを行ってもよい。
しかし本発明の化合物は、次のようにしても得られる。
すなわち、例えば自体既知の手段で、まず4−ヒドロキ
シ安息香酸又はそのエステル、そのクロリドもしくはそ
のプロミドを半モル景の式Vの化合物と反応させて、次
式 ハ のエステルとなし、次いでこの化合物を常法により末端
水酸基において、各ポリグリコール鎖の平均エトキシル
化度がXの値となる量のエチレンオキシドと反応させ、
こうして得られたエトキシル化生成物を、自体既知の手
段で基R1を導入する試薬例えば塩化アルキルR”−C
I又はジメチル硫酸と反応させて、本発明の化合物を生
成する。
まず4−ヒドロキシ安息香酸−C,−C4−フルキルエ
ステルをエチレンオキシドと反応させて、一般式 (式中R4は01〜C4−アルキル基を意味する)で表
わされるエトキシル化生成物となし、次いでこの生成物
に基R1を前記のように導入して、一般式 で表わされる化合物を生成し、この化合物を式■の化合
物と反応させて、本発明の化合物に変えることもできる
式1aの化合物はエチレン性不飽和二重結合を有するの
で、重合させることができる。重合は、重合条件下でラ
ジカルに分解する開始剤により開始される。好適な開始
剤は、重合に普通に用いられるパーオキシド、ヒドロパ
ーオキシド、過酸化水素及びアゾ化合物、例えばアゾビ
スイジ ソ酪酸、ニトリル及び特に水溶性アゾ化合物例えハ2.
2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)
、2.2’ −(N、N’−ジメチルイソブチルアミジ
ン)、4.4’−アゾビス−(4−シアンペンタンカル
ボン酸)及び2.2’−7ソビスー(2゜4−ジメチル
バレロニトリル)である。重合開始剤としては、重合に
普通に用いられるレドックス開始剤も好適である。開始
剤は普通の量、例えばIaの化合物に対し0,05〜1
.0重量係の量で用いられる。重合は好ましくは0〜6
0°Cの温度において行われ、その際常法により調節剤
例えばドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール、
チオ酢酸又は硫酸ヒドロキシルアンモニウムを併用する
こともできる。重合は原則的に、溶液重合、逆転懸濁重
合及び油中水型乳化重合の公知方法により行うことがで
きる。重合体は溶剤を除去したのち純粋な形で分離でき
る。重合体の重合度は、普通は2〜400好ましくは2
0〜200の範囲にある(テトラヒドロフランを用いる
標準ポリスチロール上のゲルヂ過クロマトグラフィによ
り測定)。
式Iの化合物ならびに式1aの化合物の重合により得ら
れる重合体は、水溶液中で小円板形の(ディスコティッ
クな)ミセルを形成し、かつ少なくとも1種のスメクチ
ック相を示す非イオン性の物質である。この単量体なら
びに重合体は、洗浄力を増強するために洗浄剤又は清浄
剤調製物に使用することができる。このための使用量は
、洗浄剤又は清浄剤調製物に対し0,1〜10重量%で
ある。さらに本発明の化合物は、種々の界面活性剤の用
途のために、例えば電解浴中で、電子機器用の導電性板
の製造の際に、及び有害生物駆除組成物に、表面活性添
加物として用いることができる。そのほか本発明の化合
物は種々の光学的、電子的及び光学電子的な用途に、液
晶として特に有利に用いられる。
下記実施例中の部は重量部であり、係は物質の重量に関
する。
実施例1 次式の安息香酸エステルの製造: (a)  3,6,9  )リオキサデカノール101
.16I(約0.6モル)を、塩化−y−オニル44.
6 rnl (約0.6モル)及びピリジン51.7 
ml (約0.64モル)と共に、テトラヒドロフラン
溶液中で還流加熱(12時間)して反応させて、次式%
式%(1) の3,6.9− )リオキサデシルクロリドを生成する
。混合物を冷却したのち、メチルエチルケトン(MEK
 )で数回抽出し、次いでMEK−相をNaHcO3で
中和し、Na2S○4上で乾燥する。MEKを除去した
のち、残留物を30Pa及び3o〜67℃で蒸留する。
収率:90%。
(b)  まず6,6−シオキサオクタンー1,8−ジ
オール160.9(約1.05モル)をナトリウム11
゜6、F(約5モル)と110℃の温度で12時間かけ
て反応させて、モノアルコラードにする。
この反応時間中に混合物を激しく攪拌する。次いで触媒
としての沃化カリウムを加え、110℃に保持された反
応混合物に化合物(1) 91.9.9(0,5モル)
を4〜5時間かけて滴加する。化合物(1)の添加が完
結したのち、反応混合物を160℃の温度で64時間攪
拌する。次いで反応混合物を室温に冷却し、濾過し、分
留する。60 Pa及び150〜160’Cにおける分
画中に次式 %式%(2) の化合物すなわち3,6,9,12,15.18−へキ
サオキサノナデカノールが留出する。
(C1化合物(2139g (0,143−E−ル)を
、化合物(1)の合成と同様にして、ピリジン11.5
m1(0,143モ/l/)中で塩化fオニル10.1
 ml (0゜139モル)により塩素化して、次式 %式%(3) の化合物にする。
(a)  水55rrLl中の水酸化カリウム8.05
 、!i’ (0゜143モル)の溶液に、4−ヒドロ
キシ安息香酸メチルエステル21.8.9及びメタノー
ル6 ml(0,148モル)を加える。次いでこの溶
液を、化合物(3) 45 g(0,143モル)及び
触媒量の沃化カリウムの混合物に攪拌下に加え、還流下
に12時間保持する。しばらくのちに相分離が起こる。
反応を終了させるため、反応混合物にKO)111.5
 gを加え、混合物を還流下に4日間沸騰加熱する。そ
の際相分離は消える。塩酸を添加して反応混合物をpH
1の酸性となし、MEKで数回抽出し、次いで抽出物か
らMEKを留去する。油状残留物が残り、このものをジ
エチルエーテル中で一16°Cで2回再結晶し、五酸化
燐上で真空乾燥する。次式 C の淡黄色化合物が40.59 = 65.5%の収率で
得られる。その融点は38〜69℃である。
(e)  化合物(4) 3 、!i! (0,007
モル)を塩化チオニル5 ml (0,07モル)に溶
解し、触媒としてのジメチルホルムアミドと共に還流下
に5時間沸騰加熱する。次いで残った塩化チオニルを留
去し、残留物を100 Pa及び225〜226°Cの
温度で蒸留する。次式 の酸クロリドが2.07N=65.5%の収率で得られ
る。
(f)  無水塩化メチレン5 ml中のハイドロキノ
ン258.8〜(0,0024モル)及びトリエチルア
ミ:yo、66m1(0,0048モル)(7)溶液に
、無水塩化メチレン1 mlに溶解した代価)の化合物
2、05.9 (0,0045モル)を−20’Cで滴
加する。混合物を室温で2日間攪拌する。次いで塩化メ
チレンを除去したのち、残留物を、粒径60〜66μm
の市販のシリカゲル上でエーテル及びアセトンからの比
率1:2の混合物を用いてクロマトグラフィを行う。1
9.8℃の融点を有する式(6)の固形生成物が得られ
る。収率は75%である。
二成分系において安息香酸エステル(6) / H20
は、希薄溶液中でミセルを生成し、その際表面張力測定
によりc、m、c(臨界ミセル形成濃度)を調べた。そ
の結果を第1表に示す。
第  1 表 水中の界面活性剤(6)のc、 m、 c。
温度    c、 m、 c、 (重量%)10°C8
,15・1o−2 20°C6,46−10−2 60℃    5.63φ1G−2 離液性の相挙動の試験: 両親媒性物質の離液性の相挙動を調べるためには、試料
を加熱する装置を備えた偏光顕微鏡が特に適している。
なぜならば同時に相の移行を定めかつ光学的に追跡でき
るからである。界面活性剤/水の系においてメン相が生
じるかどうか又はどのようなメン相が生じるかを予備調
査し、そして解明するために、接触標本が用いられる。
(a)接触標本: このために、それぞれ少量の被験化合物を載物ガラスの
上に置き、その上にカバーガラスを、一つの縁が試料の
横に位置する第二のカバーガラスの上に載るように置く
。傾斜したカバーガラスと載物ガラスの間に1滴の水を
入れる。水は両親媒性化合物の周囲を流れ、そして時間
の経過と共に拡散して、純水から両親媒性化合物への濃
度勾配が生じる。この標本を、偏光顕微鏡の光束の中に
ある加熱台に置く。相の移行は顕微鏡内で加熱又は冷却
することにより観察することかでき、その際加熱速度を
1°C/分より大きくならないように選ぶべきである。
(b)特定の混合物による相の図の記録:相の図を記録
するために、種々の界面活性剤/水混合物を調製し、温
度との関連性を調べる。
試料はその粘度が小さいため載物ガラスとカバーガラス
の間から容易に流出するので、それらの間に間隔保持体
(スペーサー)により充分な厚さの試料層が生じるよう
に配慮すべきである。
標本作成のために、界面活性剤及び水の重量%において
種々の組成の50m9試料を、分析用押上で小円柱形テ
フロン裂容器中で秤量する。
これに特殊鋼製ボールを加えたのち、振動ミルにより均
質な混合物を製造する。次いでこの混合物の一部を、あ
らかじめスペーサーとしての耐熱性箔(例えば市販の支
持箔)の小片が敷かれた載物ガラス上に載せる。1枚の
カバーガラスを載せたのち、加熱時の水の損失を予防す
るため、溶剤不含のエポキシド樹脂により試料を密封す
る。検査は再び偏光顕微鏡により加熱台中で行われる。
安息香酸エステル(6)及び水からの二成分系は、安息
香酸エステル(6)が53〜84重量%の範囲でスメク
チック相を示し、この相は8.7〜63゜5°Cの温度
範囲で存在する。均質なスメクチック相は安息香酸エス
テル(6) 54〜75重量%及び8.7〜28℃の範
囲で存在する。その際高温で形成された相がスメクチッ
クSc−相であることは、特に重要である。この相は離
液性液晶についてはこれまで知られていなかった。
実施例2 次式の安息香酸エステルの製造: /へ H,CCH2 実施例1に記載の方法と同様にして、テトラエチレング
リコールとSO□C1から次式0式%(8) のテトラエチレングリコールジクロリドを製造し、次い
でこの化合物をトリエチレングリコールモノメチルエー
テルのモノナトリウム塩ト反応させて、次式 %式%(9) の化合物を生成し、これを塩化チオニルにより次式 の対応する酸クロリドに変える。
次いで化合物(7)を合成するため、Polym、 B
ull。
14巻375頁(1985年)の記載に従ってキノンを
反応させて、ウンデセン酸メチルエステルの臭化水素酸
付加物を経由して次式の対応するハイドロキノン誘導体
となし、このものをLiAlH4により還元して次式の
アルコール誘導体となし、次いでメタクリル酸によりエ
ステル化して、次式 の化合物を生成する。
化合物(11)と(14)を反応させると、前記の式(
ハの安息香酸エステルが得られる。このためには3モル
の(11)を1モルの(14)及び3モルのピリジンと
、ジクロルメタン中で0℃以下の温度で反応させる。カ
ラムクロマトグラフィにより精製したのち、式(力の安
息香酸エステルが75チの収率で得られる。
安息香酸エステル(7)及び水からの二成分系中では、
広い濃度範囲において均質なスメクチック相が形成され
る。水溶液中の界面活性剤濃度が低い場合は、水の融点
以上の温度においてスメクチック相(民きわめて希薄な
等方性のミセル溶液と共存する。高い界面活性剤濃度に
おいてスメクチック相は、濃厚な等方性のミセル界面活
性剤溶液と共存する。0℃以下では氷はスメクチック相
と共存する。
実施例6 実施例2に記載の安息香酸エステル(力をテトラヒドロ
フランに、固形分濃度26%に溶解し、安息香酸エステ
ル(7)に対し0.19モルチのアゾビスイソ酪酸ジニ
トリルを添加する。反応混合物を攪拌し、60°Cの温
度に加熱し、この温度で18時間保持する。次いで重合
体をヘキサンにより沈殿させ、真空乾燥する。
この接触標本は、−12,9〜41.8℃の範囲で存在
する板状のスメクチック相を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R^3は次式 H、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化
    学式、表等があります▼ のn−価の残基を意味し、nは1又は2以上の整数、R
    ^1はC_1〜C_4−アルキル基、R^2はH又はC
    H_3、xは3〜12の数、yは3〜15の数を意味す
    る)で表わされる4−アルコキシポリエトキシ安息香酸
    エステル。 2、nが2〜400の整数である、特許請求の範囲第1
    項に記載の化合物。 3、nが20〜200の整数である、特許請求の範囲第
    1項に記載の化合物。 4、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中RはH又は▲数式、化学式、表等があります▼、
    R^1は C_1〜C_4−アルキル基、R^2はH又はCH_3
    、xは3〜12の数、yは3〜15の数を意味する)で
    表わされることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に
    記載の化合物。 5、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I a) (式中R^1はC_1〜C_4−アルキル基、R^2は
    H又はCH_3、xは3〜12の数、yは3〜15の数
    を意味する)で表わされることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1項に記載の化合物。 6、一般式 R^1−(O−CH_2−CH_2)_x−Hal(I
    I)(式中R^1及びxは後記の意味を有し、Halは
    Cl、Br又はJを意味する)で表わされる化合物を、
    塩基の存在下に4−ヒドロキシ安息香酸−C_1〜C_
    4−アルキルエステルと、ハロゲンを脱離させながら反
    応させて、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(III) で表わされる化合物となし、この式(III)の化合物を
    一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(又は−Br)(I
    V) で表わされる対応する酸クロリド又は酸プロミドに導き
    、次いでこの化合物を一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(V) (式中Rは後記の意味を有する)で表わされる化合物と
    反応させることを特徴とする、一般式▲数式、化学式、
    表等があります▼( I ) (式中RはH又は▲数式、化学式、表等があります▼ はC_1〜C_4−アルキル基、R^2はH又はCH_
    3、xは3〜12の数、yは5〜15の数を意味する)
    で表わされる4−アルコキシポリエチレン安息香酸エス
    テルの製法。 7、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I a) (式中R^1はC_1〜C_4−アルキル基、R^2は
    H又はCH_3、xは3〜12の数、yは3〜15の数
    を意味する)で表わされる化合物をラジカル形成性重合
    開始剤の存在下に重合させることを特徴とする、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R^3は次式 H−、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、
    化学式、表等があります▼ のn−価の残基を意味し、nは2〜400の整数、R^
    1はC_1〜C_4−アルキル基、R^2はH又はCH
    _3、xは3〜12の数、yは3〜15の数を意味する
    )で表わされる重合体4−アルコキシポリエトキシ安息
    香酸エステルの製法。 8、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R^3は次式 H−、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、
    化学式、表等があります▼ のn−価の残基を意味し、nは1又は2以上の整数、R
    ^1はC_1〜C_4−アルキル基、R^2はH又はC
    H_3、xは3〜12の数、yは3〜15の数を意味す
    る)で表わされる4−アルコキシポリエトキシ安息香酸
    エステルを、界面活性剤として使用する方法。 9、4−アルコキシポリエトキシ安息香酸エステルを、
    洗浄剤又は清浄剤の調製物に対し0.1〜10重量%の
    量で洗浄剤又は清浄剤に添加することを特徴とする、特
    許請求の範囲第8項に記載の方法。 10、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R^3は次式 H−、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、
    化学式、表等があります▼ のn−価の残基を意味し、nは1又は2以上の整数、R
    ^1はC_1〜C_4−アルキル基、R^2はH又はC
    H_3、Xは3〜12の数、yは3〜15の数を意味す
    る)で表わされる4−アルコキシポリエトキシ安息香酸
    エステルを、光学機器、電子機器及び光学電子機器にお
    ける液晶として使用する方法。
JP62161396A 1986-07-02 1987-06-30 両親媒性の4−アルコキシポリエトキシ安息香酸エステル、その製法及び用途 Pending JPS6322542A (ja)

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ATE59631T1 (de) 1991-01-15
HK44591A (en) 1991-06-14
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