Arkivoc 2017, (ii), 87‐106        Jasiak, K. et al  The first synthesis of 1,3,4‐oxadiazoles was reported by Ainsworth in 1954.34 The most popular method  for  preparation  of  these  heterocyclic  compounds  involves  oxidative  cyclization  of  N‐acylhydrazones  with  various  oxidizing  agents  such  as  ceric  ammonium  nitrate,35  potassium  permanganate,36  ferric  chloride,37  tetravalent lead  reagents,38  mercuric  oxide/iodine,39  bromine/sodium  acetate,40  chloramine  T41,  hypervalent  iodine  reagents,42‐47  iodine/hydrogen  peroxide48  or  cross‐linked  poly[styrene(iodoso  diacetate)].49  Electrooxidative cyclization of N‐acylhydrazones have also been reported.50 Another common synthetic route  comprises  dehydrative  cyclization  of  N,N'‐diacylhydrazines  utilizing  reagents  such  as  polyphosphoric  acid,51  sulfuric  acid,52  thionyl  chloride,53‐54  phosphorus  oxychloride,55‐56  phosphorus  pentoxide,57  triflic  anhydride,58  boron trifluoride diethyl etherate59 and the Burgess reagent.60 Besides these methods, 2,5‐disubstituted 1,3,4‐ oxadiazoles  have  also  been  synthesized  by  photoisomerization  of  1,2,4‐oxadiazoles,61  heterocyclization  of  semicarbazide,  thiosemicarbazide  and  selenosemicarbazide  derivatives,62‐64  as  well  as  N‐acylation  and  subsequent  ring  opening/closing  of  starting  tetrazoles.65‐66  In  recent  years,  one‐pot  syntheses  of  these  compounds  from  acid  hydrazides  with  carboxylic  acids,67  aromatic  aldehydes35  or  orthoesters68‐70  have  also  been described in the literature.  2,3‐Dichloro‐5,6‐dicyano‐1,4‐benzoquinone  (DDQ)  has  attracted  significant  attention  since  it  was  first  synthesized  by  Thiele  and  Günther  in  1906.71  DDQ  is  a  highly  effective  oxidizing  agent  and  has  been  successfully  utilized  for  various  organic  transformations,  including  aromatization,  deprotection  of  functional  groups, dehydrogenation and potential applications for the formation of carbon‐carbon bonds.72‐79  Our previous studies on oxidative cyclization of a narrow group of N‐aroylhydrazones demonstrated the  effectiveness and selectivity of DDQ for the synthesis of 1,3,4‐oxadiazoles conjugated via an ethenyl linker to  benzene, thiophene and furan rings.80 We reported that the formation of such heterocycles could proceed via  intermediate  N'‐(arylmethylidene)‐3‐arylacrylohydrazides  or  directly  from  α,β‐unsaturated  acid  hydrazides  and  aromatic  aldehydes  in  a  one‐pot  procedure.  The  examined  compounds  possessed  an  unsaturated  C=C  double  bond,  that  was  prone  to  oxidation.  The  obtained  results  encouraged  us  to  investigate  further  the  general utility and application of DDQ for the preparation of 2,5‐disubsituted 1,3,4‐oxadiazoles. The present  work  was  undertaken  to  explore  the  possibility  of  oxidative  cyclization  of  a  wide  variety  of  saturated  both  aromatic  and  aliphatic  N‐acylhydrazones  without  an  ethenyl  linker.  This  approach  seemed  to  be  quite  promising due to high reactivity, commercial availability and recyclability of DDQ.    Results and Discussion    Hydrazides  of  aromatic  and  aliphatic  carboxylic  acids  1a‐j  served  as  precursors  for  the  synthesis  of  1,3,4‐ oxadiazole derivatives. These compounds were obtained from their respective carboxylic acids according to a  two‐step synthetic procedure described in literature.81 The starting acids were esterified  with methanol in the  presence of catalytic H2SO4 to form the appropriate methyl esters, which were treated with excess hydrazine  hydrate, yielding the desired hydrazides in satisfactory yields (73‐89%).  Our studies on the synthesis of the title 1,3,4‐oxadiazoles began with a stepwise pathway proceeding via  N‐acylhydrazones.  These  acyclic  intermediates  3a‐v  were  easily  prepared  by  HCl‐catalyzed  condensation  of  acid  hydrazides  1a‐j  with  the  selected  aromatic  and  aliphatic  aldehydes  2a‐h  in  ethanol.  The  obtained  N‐ acylhydrazones 3a‐s precipitated immediately after mixing the reagents and were recrystallized from ethanol  according  to  a  well‐known  literature  protocol.82  The  structure  of  the  synthesized  compounds  3a‐s  were  identified  by  elemental  analysis  and  spectroscopic  methods  (1H  and  13C  NMR,  MS,  UV,  IR).  However,  N‐ acylhydrazones 3t‐v containing aliphatic chains were not isolated from the post‐reaction mixture due to the    Page 89   © ARKAT USA, Inc 
Top of page Top of page