JPH02204484A - 2,5―ジ置換ピリミジン誘導体 - Google Patents

2,5―ジ置換ピリミジン誘導体

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JPH02204484A
JPH02204484A JP1024265A JP2426589A JPH02204484A JP H02204484 A JPH02204484 A JP H02204484A JP 1024265 A JP1024265 A JP 1024265A JP 2426589 A JP2426589 A JP 2426589A JP H02204484 A JPH02204484 A JP H02204484A
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JP
Japan
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liquid crystal
formula
phase
compound
halogen
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Application number
JP1024265A
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English (en)
Inventor
Masashi Osawa
大沢 政志
Sadao Takehara
貞夫 竹原
Takeshi Kuriyama
毅 栗山
Tadao Shoji
東海林 忠生
Noburu Fujisawa
宣 藤沢
Kayoko Nakamura
佳代子 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawamura Institute of Chemical Research
DIC Corp
Original Assignee
Kawamura Institute of Chemical Research
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02204484A publication Critical patent/JPH02204484A/ja
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気光学的表示材料として有用な新規液晶性
化合物に関するもので、特にスメクチックC相を示す液
晶性化合物を提供するものである。
特にその中でも強誘電性を有する液晶材料を得る際に有
用な素材となる化合物を提供するものである。
〔従来技術〕
液晶表示素子は、その優れた特徴(低電圧作動、低消費
電力、薄裂表示が可能、、明るい場所でも使用でき目が
つかれない、)によって、現在広く用いられている。し
かしながら、最も一般的であるTN型表示方式では、C
RTなどの発光型表示方式と比較すると応答が極めて遅
く、かつ印加電場を切った場合の表示の記憶(メモリー
効果)が得られないため、高速応答の必要な光シヤツタ
ー、プリンターヘッド、時分割駆動の必要なテレC等の
動画面等への応用には多くの制約があり、適したものと
は言えなかつた。
最近、メイヤーらによシ強誘電性液晶を用いる表示方式
が報告され、これによるとTNfiの100〜1000
倍という高速応答とメモリー効果が得られるため、次世
代の液晶表示素子として期待され、現在、盛んに研究、
開発が進められている。
強誘電性液晶の液晶相は、ブ・ルト系のキ乏ルスメクチ
、り相に属するものであるが、実用的には、その中で最
も低粘性であるキジルスメクチ、りC(以下、S−と省
略する。)相が歳も望ましい。
Sc*相を示す液晶化合物は、既に数多く合成され、検
討されているが、強誘電性表示素子として用いる丸めの
条件としては、(イ)室温を含む広い温度範囲てS−相
を示すこと、(ロ)良好な配向を得るために、S−相の
高温側に適当な相系列を有し、かつその螺旋ピッチが大
きいこと、(/′→適当なチルト角を有すること、に)
粘性が小さいこと、(ホ)自発分極がある1度大きいこ
と、が好ましいが、これらを同時に満足するものは知ら
れていなかった。
そのため、現在で社、S−相を示す液晶組成物(以下、
St*液晶組成物という。)として検討用等に用いられ
ている。
S−液晶組成物の調製方法としては、強誘電性を示さず
、キシルでないスメクチ、りC(以下、Seと省略する
。)相を示す液晶化合物又は組成物(以下、母体液晶と
いう。)K、キラルな化合物(以下、−?2ルドー・4
/トとい5゜)を添加する方法が一般的であり、キラル
な化合物のみを混合した場合にくらべて、高速応答を得
ることがよシ容易である。
S6相を示す母体液晶(以下、Se母体液晶という。)
としては、粘性が小さいこと、及び、Sc相を示す温度
範囲が充分広いことが要求される。しかL7ながら、S
@相の温度域が特に高温域まで広い化合物は同時に粘性
も高く、従って、母体液晶の主成分としては、2環のビ
リミソン(4)又はフェニルベンゾエート(B)といっ
た室温付近でBe相を示す化合物が用いられてきた。こ
れらに加えて、その温度域を高温域に拡大し、かつ、母
体液晶の粘性をほとんど高くしない化合物として、既に
本発明者らは下記−設入(Iりで示される化合物を見い
出した。(特願昭62−236934号公報)上式にお
いて、R3t R’はそれぞれ独立的に炭素原子数が1
から201での直鎖状アルキル基を表わし、Xは、ハロ
ゲン原子を表わす。
しかしながら、−設入(II)の化合物は、母体液晶と
して用いる例えば式(A)、式(B)等の他の化合物と
の相溶性において、充分なものではなく、長期保存に際
しては析出物を生じやすhという問題点を有しておシ、
また、混合して調製した母体液晶の融点を充分低くする
ことがかなシ離しいものでありた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明が解決しようとする課題は、高い温度までgo相
を示し、他の母体液晶用化合物との相溶性がよく、混合
によって、融点が低く、かつ高温域までS@相を示し、
更に、キ2ルドーノ9ントを添加することによって高速
応答性に優れたBe”液晶組成物が得られるBe液晶組
成物が得られるような、化合物を提供し、またそのよう
な組成物を提供し、また、そのよ5な組成物を用いた液
晶表示用素子を提供することにある。
〔線@を解決するための手段〕
本発明は、上記課題を解決するために、一般式で表わさ
れる化合物を提供する。
一般式(II) においてR1e R2は各々独立的に
、ハロゲン置換又は未置換の炭素原子a1〜20のアル
キル基、特に好ましくは炭素原子数5〜10のアルキル
基を表わすが、B、j 、 12の少なくとも一方は1
分岐メチル基を有するアルキル基又はハロr:/置換ア
ルキル基を表わす。分岐メチル基又はハロゲン置換の数
は1〜2個、特に1個であることが好ましく、ハロゲン
原子は特にフッ素原子が好ましい。特に、R1がメチル
分岐1個を有するアルキル基であシ、R2が直鎖状アル
キル基の場合が好ましい。Xはハロゲン原子を表わすが
、荷にフッ素原子が好ましい。
また5本発明は、上記課題を解決するために上記−設入
(I)で表わされる化合物の少なくとも1種を含有する
液晶組成物1提供する。特に本発明による組成物は、強
誘電性液晶表示用キラルスメクチ、り液晶、わるいはキ
ラルスメクチ、り液晶調製用の、Se母体液晶として用
いることが好ましいもので、l、組成物中に一般式(I
)で示される化合物の占める割合が2−80重fチであ
ることが好ましく、5〜50重量−であることが#に好
ましい。
更に、本発明は、上記組成物を構成要素とする液晶表示
素子を提供するものであシ、特に低温域から高温域まで
の広い温度範囲において、高速応答が可能な強誘電性液
晶表示素子を提供する。
本発明に係わる式(1)の化合物は、例えば次の製造方
法に従って製造することができる。
〔上記t、(n)及び(III)におけるR’ s R
2及びXは、式(I)におけるR1 、 R2及びXと
各々同じ意味を持つ。〕武(IN)の2−へロー4−フ
ルコキシフェニルアミノン塩酸塩と式(2)の3−ツメ
チルアミノ−2−(4−アル中ルフェニル) −N、N
−ノメチルグpベン−(2)−アンモニウム過塩X酸塩
とを、無水アルコール中でフルフラート等の塩基性物質
の存在下で還流温度で反応させる。反応混合物を室温ま
で冷却し、水を加えることによって析出した結晶を濾取
し、水洗後、真空乾燥させる。得られた粗結晶をシリカ
ゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にエタノー
ルから再結晶させて本5fi曲に係わる式(1)の化合
物を製造することができる。
式<IN)(7)2−ハロー4−フルコキシフェニルア
ミノン塩改塩は、例えは次の製造方法に従って製造3−
ハロー4−シアノフェノールを水酸化カリウム等のアル
カリによシアルコラートとし、ハロゲン化アルキルと反
応させ、2−ハロー4−アルコキシベンゾニトリルを得
ることができる。得られた2−へロー4−アルコキシペ
ン!ニトリルをエタノール、塩酸と反応させ、イミノエ
ステル塩酸塩とし、アンモニアと反応させ、式(If)
の2−八o−4−フルコキシフェニルアセトアミノン塩
戚埴を製造することができる。
式(頂の3−ジメチルアミノ−2−(4−フルキルフェ
ニル) −N、N−ノメチルグロベンー(2) −アン
モニウム過塩素酸塩は、例えば次の製造方法に従って製
造することができる。
4−フルキルアセトフェノンをイオウ、モルホリンと反
応させ、4−(2−(4−フルキルフェニル)−1−チ
オキソエチル3モルホリンを合成し、続りて加水分解し
、4−アルキルフェニル酢酸が得られる。得られた4−
アルキル7エエル酢酸をオキシ塩化リンとジメチルホル
ムアミドから合成したビルスマイヤー試薬と反応させ、
過塩素酸塩で処理し、式(刑の3−ジメチルアミノ−2
−・(4−フルキルフェニル) −N、N−ジメチルク
ロペン−(2) −・アンモニウム過塩素酸塩を製造す
ることができる。
式(1)の化合物はあるいは次の製造方法に従って製造
することもできる。
とこで、式(II)’の2−ハロー4−ヒドロキシフェ
ニルアミシン塩酸塩は、例えば、3−ハロー4−シアノ
フェノールをアルキル化することなく、エタノール、塩
酸と反応させてイミノエステル塩酸塩とし、さらにアン
モニアと反応させて得ることができる。
〔上記式(ID’ 、(1)’におけるR2及びXは式
(1)におけるB2及びXと各々同じ意味を待つ〕 ff1J チ式(II)’の2−ハロー4−ヒドロキシ
フェニルアミシン塩酸塩と式(ト)の化合物を前記と同
様に反応させて、式(IYの2−(2−ハロー4−ヒド
ロキシ)フェニル−5−(4−アルキル)フェニルピリ
ミノンを得る。これを塩基性条件下、R’Xと反応させ
ることによシ式(1)の化合物を得ることができる。
R1がメチル分岐アルキル基の場合には、R’Xとして
R’Xを用いればよい。ことてR′はメブール分岐アル
キル基を表わす。
R′のうち炭素原子数の比較的小さいもの(特にB//
と記す)については、対応するアルコール(R″OH)
あるいはハライド(R’Ct、Rすr)として市販され
ておシ、入手が可能である。(イソブチルアルコール。
2−メチルブタノール、2−ヘキサノール。
2−fc1モグタン、2−fμモベ/タン等。ンこれら
を原料として、R’Xのうち炭素原子数の大きいものも
、通常の方法によシ合成が可能である。以下にその例を
あげる。
イドと反応させるか、<1=)エチレンオキシドと反応
させた後臭素化するか、(ハ)、二酸化炭素と反応させ
た後、還元し、さらにA素化するかあるいはこれらの手
段を併用する等の方法によシ、一般のメチル分岐臭化物
R’−Brを得ることができる Hfが、フッ素置換ア
ルキルの場合には、エポキシドR−’& (Rはアルキ
−基を表わす)をフッ化水素酸で開環して、2−フッ素
置換アルコ−A・蟇 (R−CI−CH20H)とし、これを出発原料として
上記(−f)、(ロ)、(ハ)等の方法により得ること
ができる。
R2が分岐メチル基O場合にはR’Xに換えて、R’−
COCtを用いればよい。
R“−CH2CH2B r (ハ)R“−Br 1)Mg  2)CO2,3)H”
 R’ −COOHLiAjJi4−−一−−−−會 
                         
            −→R“−CH20HPBr
、5 R“−〇H2Br−−−−−−−伽 即ち臭化物(B“−Br )をマグネシウムと反応させ
て、グリニヤール化合物とし、これを(イ)ツバ2At
C15KOH 即ち、R’−COCAを塩化アルミニウム存在下、ベン
ゼンと反応させ、さらにWolff K15hn昏マ還
元を行りことによって、メチル分岐アルキルベンゼン(
R’CH2@ )を得るぺれを塩化アルミニウムの存在
下、塩化アセチルと反応させて得られるア斯くして製造
される式(I)の化合物の代表的なものの転移温度を第
1表に掲げる。
淘、液晶相及び相転移温度の測定は、温度調節ステージ
を備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱鷲計(DSC)を併
用して行ったが、転移温度は、その試料の純度あるいは
測定条件によって若干変動するもの1?ある。
/ 第1表において、Cは結晶相、Seはスメクチ。
りC相、Sムはスメクデ、りA相、Nはネマテ、り相、
lは等方性液体相を各々表わす。
第1表から明らかなように、本発明の43.4゜5の化
合物如く、アルキル鎖炭素原子数が充分長いものについ
ては比較例(47)に対し、その融点が、大きく降下し
ていることがわかる。4mや/%2等については、融点
がむしろ上昇しているが、これらについても、混合物と
した場合には、その融点をさげる効果は、比較例よシも
大きいものである。
即ち、第2表に示した2環ピリミソン系化合物から成る
Se母体液晶(4)K、第1表のA1*A2゜/163
及び鷹7(比較例)の各化合物を15重量%添加した各
組成物の相転移温度から明らかである。
陶、Se母体液晶(A) 35重:is。
乙−リ 5重fチの / 及び 30重量%の から成るものである。
以上のように、分岐メチル基の導入した化合物が、効果
的Kse母体液晶の融点を降下させて、Sc相の温度範
囲を低温域まで拡大していることが理解できる。
〔実施例〕
以下に実施例をあげて、本発明を具体的に説明するが、
勿論、本発明の主旨及び適用範囲は、これら実施例によ
って制限されるものではない。
実施何重 2− (2−フルオロ−4−(4−メチルへキシルオキ
シ)7:Lニル)−5−(4−オクチルフェニル)ピリ
ミジンの合成 1−(a)2−フルオロ−4−ヒトμキシフェニルアミ
ゾ/塩酸塩の合成 2−フルオロ−4−オクチルオキシベンゾニトリル35
pを無水エーテル20011J及び無水エタノール14
4j17に溶解し、0℃に冷却し九。攪拌下、塩化水素
ガスを溶液中に30分間吸き込み、それ以上塩化水素ガ
スを吸収しなくなるのを確紹した後、室温で、96時間
攪拌した。反応混合液に、無水エーテル2 O0dを加
え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を減圧下に
乾燥させて、イミノエステル塩酸塩(式(■)′におい
てX−Fの化合物)5表2.f(収率97%)を得た。
次に、無水エタノ−、A/20011/KO℃でアンモ
ニアガスを30分間吹き込んで溶解させ、得られたイミ
ノエステル塩酸塩5421を加え室温で96時間攪拌し
た。無水エーテル500mを加え、析出した結晶を濾取
し、得られた結晶を減圧下にて乾燥させて、2−フルオ
ロ−4−ヒドロキシ7エ二ルアミジン塩酸塩4&5.p
(収率97ts)を得た。
1−=(b)  3−ツメチルアミノ−2−(4−オク
チル7!ニル)−N、N−ノメチルグロベ、ノー(2)
−アンモニクム過塩1g酸塩の合成。
p−n−オクチルアセトフェノン9&3Iとイオウ27
゜2yをモルホリン7λ91に溶解し、4時間還流させ
た。0℃に冷却し、メタノール300dを加え析出した
結晶を濾取し、真空乾燥させ、4−(2−(4−オクチ
ル7 g =ル)−1−チオキソエチル3モルホリン1
17Jil(収率83qb)を得た。
4−(2−[4−オクチル7エ二ル)−1−チオキンエ
チル3モルホリン11フッ9をエタノール250117
に加え、溶解させ、水50ゴ、水酸化カリシA4a3g
を加え、3時間還流させた。室温まで放冷し、10%塩
酸を酸性になるまで少量ずつ加えた。酢酸エチル500
−を加え、水層が中性になるまで有機層を水洗した後、
有機層を分離し、溶媒を留去し、残留物にトリエチレン
グリコール500m!フッ水70−1水酸化カリウム7
7゜2Iを加え、4時間還流させた。室温まで放冷後、
l〇−塩酸を酸性になるまで少量ずつ加えた。酢酸エチ
/1150011jを加え、水層が中性になるまで有機
層を水洗した後有機層を分離し、無水硫酸ナトリウムで
脱水し、溶媒を留去し、ヘキサンから再結晶し、p−オ
クチルフェニル酢@6&5p(収率74慢)を得た。
次に、ジメチルホルムアミド7 a2 jrt−−5℃
に冷却し、攪拌しながらオキシ塩化リン92Iを滴下し
た。−5℃で30分間攪拌した後、−10℃に冷却し、
P−オクチルフェニル酢[49,6,pを加えた。室温
で1時間、60℃で2時間、80℃で5時間攪拌した後
、0℃に冷却し、水400dを滴下した。滴下終了後過
塩素酸マグネシウム448gを加え、析出した結晶を濾
取し、エーテルで洗浄後真空乾燥させ、3−ジメチルア
ミノ−2−(4−オクチルフェニル) −N、N−ジメ
チルプロペン−(2)−アンモニウム過壇木酸塩81/
(収率99’$)を得た。
1−(b) 2− (2−フルオロ−4−ヒドロキシ)
フェニル−5−(4−オクチルフェニル)ヒリミゾンの
合成 14m)で得た2−フルオμm4−ヒドロキシフェニル
アミシン塩酸嬢&54gと1−(b)で得た3−S7メ
チルアミノ)−2−(4−オクチルフェニル)−N、N
−ゾメチルグロベンー(2)−アンモニウム過塩*[塩
20.@1fc焦水x、pノーs、= 20 OdK?
lF解し、無水エタノール100d及びナトリウム1G
。8Iから調製したナトリウムエトキシド溶液全滴下し
た。6時間加熱遺流した後、室温まで放冷し、水500
dを加え、析出した結晶′f::Ijl取し、水洗した
。得られた結晶を減圧乾燥させた後、トルエンから、再
結晶させて、2−(2−フルオ12−4−ヒドロキシ7
エールー5−オクチルピリミシンの結晶111.9(収
率71s)を得た。
融点 167℃ IR: 1620.1580,1425.1340,1
315゜1270.1230.1ヱ60,1115.8
40゜820m−’ 1(d)表記化合物の合成 1イC)で得九2− (2−フルオロ−4−ヒドロキシ
)フェニル−5−(4−オクチルフェニル)ヒリミゾン
1゜Olをジメチルホルムアミド10ゴに溶解した。こ
の溶液に0.37 、!IJのカリウム−1−ブトキシ
ドをゆりくシ加え、室温で攪拌し一#、。
この混合溶液に、4−メチルへキシルトシレート(との
化合物はマロン酸ジヱチルと2−メチルデチル!ロミド
とを反応さぜ次いで脱R@、Liムノ、H4還元を行い
、最後に環化トシルによシトシル化して合成し、Th、
 )へ9281Iを滴下した。
滴下終了後、、50℃で6時間反応させ九恢、反応液を
室温まで放冷した。反応液に水及びエーテルを加え、さ
らに水層が中性にあるまで希塩酸を加、吟、た。有機層
を水で洗滌し、次いで飽和食塩水で洗滌し、無水硫酸ナ
トリウムで脱水した6済媒を留去して得られた粗結晶を
シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し2
.さらにエタノールから再M晶させて2−(2−フルオ
ロ〜4−゛(4−メチルへキシルオキシ)フェニル)−
5−(4−オクチルフェニル)ビリミノン白色結晶α5
8pを得た。(収率46チ)相転移温度I−iん1表に
まとめて示した。
IR: 1610,1580,1510.14:35,
1340゜1285.1160,1130.1015.
845゜810.790cM−’ 実施例2 実施例1において、4−メチルへキシルトシレートに代
工て、4−メチルへ!チルトシレートラ用いた以外は実
施例1と同様にして、第1表(DA2の化合物を得た。
実施例3 実施例1において、4−メチルへキシルトシレ−)K代
、tて、8−メデルrカニルトシレー)!−用いた以外
は実施例1と同様にして、亀1表の7163の化合物を
得た。
実施例4 実施例1において、4−メチルへキシルトシレ−)K代
えて、8−メチルノナニルトシレートを用いた以外は実
施例1と同様にして、第1表のム4の化合物を得九。
実施例5 実施例1において、4−メチルへキシルトシレートに代
えて、6−メチルノナニルトシレートを用い九以外は実
#例1と同様にして、第1表の沈5の化合物を得た。
実施例6 実施例1において、p−n−オクチルアセトフェノンに
代えて、p−n−へ!チルアセトフェノンを用り、4−
=メチルへキシルトシレートに代tて、2−メチルジチ
ルトシレートを用いた以外は実施例1と同様にして、第
1表のA6の化合物を得た。
実施例7(8efB体液晶のi11製)及び から成る組成物は、57℃以下でS、相を示し、そO融
点it X 4℃であった。
この組成物85重量%と実施例2で得た化合物15重量
%から成る86母体液晶を調製したとζろ、63.5C
以下でS、相を示し、その融点は6℃であった。
実施例8Sa*液晶組成物O調製と表示素子の作成73
重量− 27重量% からなるキ2ルドーノヤントを調製した。
実施例7で得之Se母体液晶80重量%とこのキ2ルド
ーノぐン)20重量−からなるS、液晶組成物tJ[L
7’tとと6.630以下で86 相を、68℃以下で
Sム相を、70℃以下でN*相を各々示した。
この組成物を、配向処理を施した厚さ約2μmのセルに
充填し、等方性液体相から徐冷すると極めて良好な配向
性を示し九。
このセルに電界強度、 10vP−9//Am 、 5
0 Xisの矩形波を印加し、その電気光学応答速度を
測定したところ、25℃で39μ秒とb5高速応答性が
確認できた。
このときのチルト角は17°であった。
実施例9 実施例8において、実施例2で得喪化合物に代えて、実
施例5で得た化合物を用いた以外は実施例8と同様にし
て調製したS、液晶組成物(この組成物は、63.5℃
以下でSe 相を、68℃以下でSム相を、71℃以下
でN*相を各々示した。)を用いて、実施例8と、同様
にして、その電気光学応答速度を測定したところ、25
℃で46μ秒という高速応答性が確認できた。
〔発明の効果〕
本発明における式(1)の化合物に、広い温度範囲でス
メクチ、りC相を示し、混合によ勺スメクチ、りC相を
示す組成物、または、カイ2ルスメクチ、りC相を示す
組成物としたときに、広い温度範囲でスメクチックC相
、または、カイ2ルスメクチ、りC相を発現しうる化合
物である。
また、化合物(1)は、実施例にも示したように、工業
的にも容易に製造でき、それ自体無色であって、光、水
分、熱等に対する化学的安定性に優れるもので1)、非
常に実用的である。

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^1及びR^2は各々独立的にハロゲン置換
    又は未置換の炭素原子数1〜20のアルキル基を表わす
    が、R^1及びR^2の少なくとも一方は、分岐メチル
    基を有するアルキル基又はハロゲン置換アルキル基を表
    わし、Xはハロゲン原子を表わす。) で表わされる化合物。 2、Xがフッ素原子である請求項1記載の化合物。 3、R^1が分岐メチル基を有するアルキル基であり、
    R^2が直鎖状アルキル基である請求項2記載の化合物
    。 4、請求項1記載の化合物を含有する液晶組成物。 5、キラルスメクチック相を示す請求項4記載の液晶組
    成物。 6、請求項4又は5記載の液晶組成物を用いて構成され
    る液晶表示素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009108233A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Dic Corp 液晶組成物及び強誘電性液晶組成物

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