JPH0469352A - 新規なフェニルシクロヘキサン化合物及び液晶材料添加剤 - Google Patents

新規なフェニルシクロヘキサン化合物及び液晶材料添加剤

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JPH0469352A
JPH0469352A JP2179448A JP17944890A JPH0469352A JP H0469352 A JPH0469352 A JP H0469352A JP 2179448 A JP2179448 A JP 2179448A JP 17944890 A JP17944890 A JP 17944890A JP H0469352 A JPH0469352 A JP H0469352A
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明久 横山
Atsushi Yoshizawa
吉沢 篤
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平井 利弘
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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、新規なフェニルシクロヘキサン化合物及び非
光学活性液晶材料に光学活性液晶材料としての性質を付
与するための添加剤に関するものである。この様にして
得られた光学活性液晶は、一般にキラルスメクチック液
晶となり、例えば、液晶テレビ等のデイスプレィ用、光
プリンターヘット、光フーリエ変換素子、ライトバルブ
等、液晶やエレクトロケミクロミズムを利用するオプト
エレクトロニクス関連素子の素材として有用である。
(従来の技術) 非光学活性液晶材料にある種の光学活性物質を添加する
ことにより、その液晶材料に光学活性液晶としての性質
か付与されることは知られている(例えは、特開昭58
−46040号公報)。
(発明か解決しようとする課題) 本発明者らは、非光学活性液晶材料に光学活性材料とし
ての性質を付与する添加剤を探索すべく鋭意検討を進め
た結果、シクロヘキサン環上に不斉炭素を有するフェニ
ルンクロヘキサンの特定化合物か、非光学活性液晶材料
に電気光学的に良好な光学活性液晶材料としての性質を
付与する性質を有することか判った。
本発明は、かかる知見に基づきなされたもので、本発明
の目的は、新規なフェニルシクロヘキサン化合物を提供
すると共に、非光学活性液晶材料に光学活性液晶材料と
しての性質を付与して、自発分極が大きく応答速度か速
い強誘電性液晶材料となしうる新たな添加剤を提供する
ことにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、下記の一般式(1)、 (式中、R,R’は、置換基を有していても良いアルキ
ル基、Xは低級アルキル基またはハロケン原子、Yは−
0−または−OC〇−を示す)で表される新規なフェニ
ルシクロヘキサン化合物及びこの化合物の光学活性から
なる液晶材料添加剤に関するものである。
すなわち、上記式中、Xか結合している炭素を中心に光
学活性か付与されると、これを他の非光学活性化合物に
添加することにより、良好な光学活性材料に変えること
かできる。
上記一般式(I)のフェニルシクロヘキサン化合物中の
Xのいずれかの低級アルキル基としては、メチル基、エ
チル基、ブチル基等が製造上、好ましい。
また、上記一般式(I)で示す化合物中のR9R′のア
ルキル鎖の鎖長、あるいは置換基の有無は、非光学活性
液晶材料に添加して得られる光学活性液晶材料か液晶状
態を取り得る温度域等の物性に影響を持つものであり、
目的によって適宜選定され得るものである。上記のR,
R’のアルキル鎖中の置換基としてはメチル基、塩素、
フッ素等のハロゲン原子、トリフルオロメチル基、メト
キン基等が液晶材料添加済として用いる場合、特に好ま
しい。
また、本発明のフェニルシクロヘキサン化合物の光学活
性体を添加し得る液晶材料には、特に、制限はないか、
非光学活性液晶材料を光学活性液晶材料に変えるために
はスメクチックC相の温度範囲の広い液晶材料を選択す
ることが好ましい。
尚、上記一般式(I)のフェニルシクロヘキサン化合物
の添加量は、1%程度の添加で充分に本発明の効果を発
揮させることかできるか、液晶材料の使用目的により適
宜添加量を変えて用いることかできる。
上記一般式(I)の代表的化合物の例と、その理化学的
性質を示すと次のとおりである。
■’H−NMRスペクトル(270MHz 、 CDC
jl’ 3中、7MS基準、δ値): δ   7.12      d(J−9Hz)δ  
 6.82      d(J=9Hz)6  4、5
0      m 6  3、95      m 6  2.6〜1.2m δ     1.18         d(JニアH
z)δ   0.92      t(J=7Hz)δ
   0.89      d(J−7Hz)僕、室温
で液体 、:i’H−NMRスヘ’7 トル(270MH2、C
DC13中、7MS基準、δ値) δ  7.10    d(J:9Hz)   2Hδ
  6.82    d(J=9Hz)   2H64
、20m       LH 63、94m       2H o   2.6〜1.Om      29Hδ  0
.91    t(J−7Hz)   3Hδ  0.
86    d(JニアHz)   3H■室温で液体 ■’H−N)IIRスペクトル(270〜lHz 、 
CDCff 3中、TMS基準、δ値): 6 7、07    d(J=9Hz)   2Hδ 
 6.82    d(J・9Hz)   2H64、
53m       LH δ  3.93    t(J=7Hz)   2t(
62,58−m       ltl δ  2.32    t(J・7Hz)   2H6
2,2〜1.0  m      298δ  0.9
3    t(1・7Hz)   3Hδ  0.91
    d(J・7Hz)   3H■室温で液体 上記一般式(I)のフェニルシクロヘキサン化合物は次
式に従い得ることができる。
Br HO−<%、l:、”−B r→ RO−ペア、= B
r入 (I) すなわち、p−ブロモフェノールのフェノール性水酸基
をアルキル化して、4−アルキルオキシブロモヘンセン
とする。次に、これを金属マクネンウムと反応させて、
グリニヤール試薬とし、シクロヘキサン−1,4−ジオ
ンモノエチレンアセタールと反応させ、次いで酸処理す
ることにより、三級水酸基の脱水と、エチレンアセター
ルの脱離を行って、4−(4−アルキルオキシフェニル
)シクロヘキサ−3−エン−1−オン(2)とする。こ
の化合物の二重結合を水素添加して、4−(4−アルキ
ルオキシフェニル)シクロヘキサノン(3)を得ること
ができる。
次に、この化合物(3)の2位を、例えはリチウムジイ
ソプロピルアミドのような塩基でアニオンを発生させた
後、望む置換基Xの種類によって、例えば、アルキルハ
ライドでアルキル化するか、もしくは例えば、N−ハロ
コハク酸イミドでハロゲン化して、2−置換−4−(4
−アルキルオキシフェニル)シクロヘキサノン(4)と
する。
こうして得られるケトン(4)を、例えば、リチウムト
リーt−ブトキノアルミニウムバイトライトを用いて、
アルコールに還元し、2−置換−4(4−アルキルオキ
シフェニル)シクロヘキサツル(5)を得ることかでき
る。こうして得られル2−置換−4−(4−アルキルオ
キシフェニル)シクロヘキサノール(5)を、アルキル
化もしくはエステル化することにより、一般式(I)の
化合物を得ることかできる。
また、上記の2−置換−4−(4−アルキルオキシフェ
ニル)シクロヘキサノール(5)を、例えは、(+)−
2−メチルブタン酸のような光学活性なカルボン酸でエ
ステル化して、ンアステレオ混合物に導き、これらを分
離し、エステル基を加水分解すれは、光学活性な2−置
換−4−(4−アルキルオキシフェニル)シクロヘキサ
ノールを得ることができる。
こうして得られた光学活性な2−置換−4−(4−アル
キルオキシフェニル)シクロヘキサノールを、アルキル
化またはエステル化することにより、所望する一般式(
II)の化合物を得ることかできる。
(実施例) 次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
ンの合成 p−ブロモフェノール50.00 g 、オクチルプロ
ミド55.80g (289m mon ) 、水酸化
ナトリウム13.00g (325m rnan ) 
、エタノール500dおよび蒸留水250 dをフラス
コにとり、10時間加熱還流した。
エタノールを留去した後、エーテルを加えて攪拌し、有
機層を分液した。この有機層を5%水酸化ナトリウム水
溶液および飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水
硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して、4−オク
チルオキシブロモベンセン74.05 g(260m 
mol)を得た。
金属マグネシウム3.77 g(155m mo n 
)を30フラスコにとり、50℃に加熱した。これに、
乾燥テトラヒドロフラン150−に溶解した4−オクチ
ルオキシブロモベンセン40.20 g(141m m
ol2 )を1時間40分かけて滴下した後、1時間加
熱還流した。
室温に冷却した後、乾燥テトラヒドロフラン6(Wに溶
解したシクロヘキサン−1,4−ジオンモノエチレンア
セクール20.00 g(128m mo (2)を加
えた。
そのまま3時間攪拌した後、3規定塩酸1007nlを
加え、3時間攪拌した。これに、炭酸水素すh ’Jウ
ムを加えて中和した後、エーテルで抽出し、飽和炭酸水
素ナトリウム水溶液及び飽和塩化トナリウム水溶液で洗
浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去す
ることにより、粗生成物の4−(4−オクチルオキシフ
ェニル)シクロヘキサ−3エン−1−オン44.42g
を得た。
得られた粗生成物の4−(4−オクチルオキシフェニル
)シクロヘキサ−3−エン−1−オン43.92 g 
エタノール200−、エーテル150 ynl及び5%
パラジウム−炭素0.93gをフラスコにとり、水素ガ
スを吹き込み、室温で6日間攪拌して水素添加した。
触媒をろ過で除き、溶媒を留去して得られた油状物を、
シリカケルカラムクロマトクラフィーで精製した後、エ
タノールから再結晶して、下記の理化学的性質を有する
4−(4−オクチルオキシフェニル)シクロヘキサノン
11.98 g(40m mo l )を得た。
’H−NMRスヘク)ル(90MHz、 CDC,i?
 3中、TMS基準、δ値): δ     7.15       d(J・9Hzン
    2Hδ  6.86    d(J=9Hz)
   2Hδ  3.94    t(J=7Hz) 
  2f(62、99m       IH 62、46m       4H δ  1.1〜2.3  m      16Hδ  
0.89    m       3Hニツロフラスコ
に、リチウムジイソプロピルアミド406.8■(3,
80m mol )および乾燥テトラヒドロフラン15
7IIlをとり、oocに冷却した。これに、4−(4
−オクチルオキシフェニル)シクロへキサノン1.01
 g(3,34m mo!! )を加え、30分間攪拌
した後、メチルヨーシト0.3 ml(4,8m mo
 1 )を加え、更に2時間攪拌した。
次いて、これに蒸留水を加え、エーテルで抽出し、有機
層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸マ
グネシウムで乾燥後、溶媒を留去して得られた油状物を
シリカゲルカラムクロマトクラフィーで精製することに
より、2−メfルー4(4オクチルオキンフエニル)シ
クロヘキサノン(シストランス混合物) 536.2 
mg(1,70m mo f! )を得た。
ナス型フラスコに、得られた2−メチル−4−(4−オ
クチルレオキンフェニル)シクロヘキサノン(シストラ
ンス混合物)536.2mg(1,70m mo 1 
) 、水酸化ナトリウム70mg(1,75m mo 
1 ) 、エタノール5(Wおよび蒸留水11Wをとり
、6時間加熱還流した。
エタノールを留去した後、2規定塩酸を加え、ジクロロ
メタンで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶
媒を留去することにより、下記の理化学的性質を有する
2−メチル+(4−オクチルオキシフェニル)シクロヘ
キサノン(主にシス体)490.9mg(1,55m 
mo 1 )を得た。
’H−NMRスペクトル(270MHz 、 CDCf
f 3中、TMS基準δ値): δ  7.16    d(J=9f(z)   2H
δ  6.93    d(J=9)(z)   2H
δ  3.96    t(J=7Hz)   2H6
3、12m       LH 62,7〜1.2  m      f9)(δ  1
.04    d       3H60、88m  
     3H ナス型フラスコに、t−ブタノール709.0 mg(
9,58mmoA)および乾燥エーテル107nlをと
り、0°Cに冷却した。これに、水素化アルミニウムリ
チウム120、0 mg(3,16m mo r! )
を加え、20分間攪拌した後、乾燥エーテル127nl
に溶解した2−メチル+(4オクチルオキシフエニル)
シクロへキサノン490.9■(1,55m mon 
)を加え、3時間攪拌した。更に、これに2規定塩酸を
加えた後、エーテルで抽出し、飽和炭酸水素ナトリウム
水溶液及び飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水
硫酸マクネシウムで乾燥した後、溶媒を留去して得られ
た油状物をシリカケルカラムクロマトクラフィーで精製
することにより、下記の理化学的性質を有する2−メチ
ル−4−(4−オクチルレオキンフェニル)シクロヘキ
サ/−/lzlエクアトリアル体)349.0mg(1
,10m mo l! )を得た。
’H−NMRスペクトル(270MI(z 、 CDC
(i 3中、TMS基準δ値): δ  7.10   、  d(J=9Hz)   2
Hδ  6.84    d(J・9Hz)   2H
δ  3.94    t(J=7Hz)   2H6
3、22m      IH 62、56m      LH 62,1〜1.2  m      20Hδ  1.
03    d      3H60、87m    
  3H ナス型フラスコに、2−メチル−4−(4−オクチルオ
キシフェニル)シクロヘキサノール367、0 mg(
1,15mmoff)および乾燥ビリノン207+7!
をとり、これ(こ<+)−2−メチルブタン酸クロリド
0.5Jを加え、室温で38時間攪拌した。
さらにこれに、飽和炭酸水素ナトリウム水溶?夜を加え
た後、エーテルで抽出し、飽和塩化ナト1ノウム水溶液
で洗浄した。無水硫酸マクネシウムで乾燥後、溶媒を留
去して得られた油状物を、シIJカゲルカラムクロマト
グラフイーで精製して、下記の理化学的性質を有する(
+)−2−メチルブタン酸(±)−2−メチル−4−(
4−オクチルオキシフェニル)シクロヘキシル(ジアス
テレオ混合物)370mg (0,92mmoj2)を
得た。
’H−NMRスペクトル(270MHz 、 CDCf
f s中、TMS基準δ値): δ  7.10    d(J−9Hz)   2Hδ
  6.82    d(J・9Hz)   2Hδ 
 4.6〜4.0  m       186 3、9
3    m      2H62,8〜1.0  m
        29Hδ   0.87     m
         6H剋 PTLCプレート(Merck 5ilica Gel
 60 F254 Art。
5717) 2枚に、得られたンアステレオ混合物29
0mg(0,72m mo f! )を担持し、展開溶
媒(クロロホルム ヘキサン−12)で7回展開した。
およそ、Rf−0,3〜0.6とRf−0,1〜0.2
5に分離された画分をそれぞれかき取り、エーテルで抽
出したところ、上の画分より前記の理化学的性質を有す
る(・)−2−メチルブタン酸(−)−2−メチル−4
−(4−オクチルオキシフェニル)シクロヘキシル13
7.8mg(0,34m moβ)と、下の画分より前
記の理化学的性質を有するD)−2−メチルブタン酸(
+)−2−メチル−4−(4−オクチルオキシフェニル
)シクロヘキシル99.5mg(0,25m mo 1
 )のエステルを得た。
実施例2 ナス型フラスコに、実施例1で得られたエステルのRf
犬の画分133.2 mg(0,33m mo n )
および乾燥エーテル67nlをとり、水浴で0°Cに冷
却した。
これに、水素化アルミニウムリチウム36mg(0,9
5mmon)を加え、2時間攪拌した。更にこれに、1
規定塩酸を加えた後、エーテル、飽和炭酸水素ナトリウ
ム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で夫々洗浄した。
無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して得られ
た曲状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製
することにより、下記の理化学的性質を有する(−)−
2−メチル+(4オクチルオキシフエニル)シクロヘキ
サノール108.7 mg(0,33m mo n )
を得た。
’H−NMRスペクトル(270MHz 、 CDCj
23中、TMS基準、δ値): δ     7.10        d(J二9Hz
)     2t(δ   6.84      d(
J=9Hz)    2Hδ   3.94     
 t(J・7Hz)    2H63、22m    
     IO 22,56m         IO 22,1〜1.2  m        20Hδ  
 1.03      d         3H60
、87m         3H ■旋光度(25°C) 〔α〕o =−0,55° (c= 1.087 g、
’100 ml)マグネチックスターラー、塩化カルシ
ウム乾燥管を備えた507frlのナス型フラスコに、
(−)−2−メチル−4−(4−オクチルオキシフェニ
ル)シクロヘキサノール83.4n+g(0,26m 
mo n )および乾燥ピリジン51nlをとり、これ
にヘプタン酸クロリド0.5dを加え、室温で2日間攪
拌した。更にこれに、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を
加えた後、エーテルで抽出し、飽和塩化ナトリウム水溶
液で洗浄した。
無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して得られ
る曲状物を、シリカゲルカラムクロマトクラフィーで精
製して、前記の理化学的性質を有する(7)−ヘプタン
酸2−メチル−4−(4−オクチルオキシフェニル)シ
クロヘキシル104.1 mg(0,24m mo 1
 )を得た。
実施例3 液晶性の評価 実施例2で得られた化合物を、ポリイミドを塗布しラビ
ング処理を施した透明電極付きカラス板からなる厚さ3
μmのセルに注入し、−2°C/分の割合で降温しなが
らクロスニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、−7,
7℃で等方性液体からコレステリック相に変化し、−1
8°Cで結晶化した。また、昇温時、1.8°Cで結晶
から等方性液体に変化した。
実施例4 下記式(6)〜(9)として示す公知の非光学活性液晶
化合物を下記に示す割合で混合して、母体液晶混合物A
を作成した。
この液晶組成物Aは、以下に示す相転移挙動を示した。
融点=7.0°C (Crは結晶相、ScはスメクチックC相、汎はスメク
チックA相、Nはネマチック相、■は等方相を示す。) この液晶組成物Aは、不斉炭素を有する化合物を含まな
いので、強誘電的な挙動は示さない。
次に、この液晶組成物Aと、次式で表される実施例2の
化合物とを下記に示す割合で混合して液晶組成物Bを作
成した。
液晶組成物A           98 wt%この
液晶組成物Bは、以下に示す相転移挙動示した。
1.8°C第44.5°C60,9°C65,1°CC
−−S。 本−一れ ←−−Ch−1融点−7.5℃ (Crは結晶相、5o11はキシルスメクチックC相、
れはスメクチックA相、chはコレステリック相、■は
等吉相を示す。) また、この液晶組成物を、ポリイミドを塗布しランピン
グ処理を施した透明電極付きガラス板からなる厚さ3μ
mのセルに注入し、等方性液体の状態から、ゆるやかに
降温し、コレステリック相を配向させた。更に温度を下
げ、スメクチックA相を経てキシルスメクチックC相の
状態にし、そのセルをクロスニコルの偏光顕微鏡で観察
しなからセルに電界を印加すると、明瞭なスイッチング
動作が観測された。
(発明の効果) 本発明の化合物は、その光学活性体か液晶材料の添加剤
として利用でき、その添加剤は、非光学活性液晶材料に
光学活性液晶材料としての性質を付与するのに極めて優
れた効果を奏するものである。
このようにして得られた光学活性液晶は、一般にキラル
スメクチック液晶となり、例えば、液晶テレビ等のデイ
スプレィ用、光プリンターヘット、光フーリエ変換素子
、ライトバルブ等、液晶やエレクトロケミクロミズムを
利用するオプトエレクトロニクス関連素子の素材として
有用な材料となる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記の一般式( I )、 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R、R′は、置換基を有していても良いアルキ
    ル基、Xは低級アルキル基またはハロゲン原子、Yは−
    O−または−OCO−を示す)で表される新規なフェニ
    ルシクロヘキサン化合物。 2、下記の一般式(II)、 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R、R′は、置換基を有していても良いアルキ
    ル基、Xは低級アルキル基またはハロゲン原子、Yは−
    O−または−OCO−、C^*は光学活性が誘起された
    炭素原子を示す)で表される新規なフェニルシクロヘキ
    サン化合物からなることを特徴とする液晶材料添加剤。
JP2179448A 1990-07-09 1990-07-09 新規なフェニルシクロヘキサン化合物及び液晶材料添加剤 Expired - Lifetime JP2872363B2 (ja)

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JP2179448A Expired - Lifetime JP2872363B2 (ja) 1990-07-09 1990-07-09 新規なフェニルシクロヘキサン化合物及び液晶材料添加剤

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