Dördüzvlü heterotsikllərə təbiətdə üçüzvlü heterosikllərə nisbətən daha az rast gəlinir . Bu qrup heterotsiklik birləşmələr arasında ən mühümləri penisilin və sefalosporin antibiotiklərinin komponentləri kimi tətbiq tapmış β-laktamlardır. Əsas sintez üsulu tsiklobirləşmə reaksiyasıdır. Onlar litiumüzvi birləşmələr, bor triflorid və ya kupratların təsiri altında məhv olurlar. Dördüzvlü heterosikllər kiçik tsikl ölçüsü səbəbindən aromatik birləşmələrin xüsusiyyətlərinə malik deyildir. Əsas Nümayəndələri: Oksetan, dioksetan, Azetidin

Dördüzvlü heterosikllər:

Oksetan və azetidin üç üzvlü həmkarlarından əhəmiyyətli dərəcədə daha az reaktivdir (oksetan hidroksi-anion ilə oksirandan 103 dəfə yavaş reaksiya verir), lakin buna baxmayaraq, onlar oxşar halqa açma reaksiyalarına məruz qalırlar: məsələn, bor trifluoridin və ya kupratların iştirakında oksetan litium üzvi birləşmələrin reaktivləri ilə reaksiya daxil olur, azetidin halqasının açılması isə qatı xlorid turşusu ilə qızdırıldıqda baş verir:

Dördüzvlü sistemlər arasında ən mühümü penisilin və sefalosporin antibiotiklərində olan və onların bioloji aktivliyini təyin edən β-laktam tsiklidir . β-laktam halqası, karbonil karbon atomunda nükleofil hücuma nisbətən davamlı olan beş üzvlü analoqlardan (pirolidonlar) və ya asiklik amidlərdən tam fərqli olaraq, karbonil karbon atomuna hücumla çox asanlıqla parçalanır. β-laktonlar (propiolaktonlar) karbonil qrupunun karbon atomuna da asanlıqla hücum edir; məsələn, onlar xüsusilə asanlıqla hidroliz olunur, əlavə olaraq, bir çox nukleofillərin təsiri altında ikinci növ nukleofil hücuma məruz qalır, C(4) mövqeyində hücum nəticəsində karboksilatın SN2 ilə əvəzlənməsi müşahidə olunur . Aşağıdakı nümunə homoxiral laktonun istifadəsini göstərir:

1. Anisimova N. A. Heterosiklik birləşmələrin kimyası. 1-ci hissə. Nomenklaturanın əsasları. Bir heteroatomlu monoheterosiklik birləşmələr: dərslik. — Sankt-Peterburq: Sankt-Peterburq Dövlət Sənaye Texnologiyaları və Dizayn Universiteti, 2017. — S. 21–34. — 81 səh.
2. Gilchrist T. Heterosiklik birləşmələrin kimyası. — M .: Mir, 1996. — S. 402. — 464 s. — ISBN 5-03-003103-0.
3. İvanski V. I. Heterosiklik birləşmələrin kimyası. — M .: Ali məktəb, 1978. — S. 31. — 559 s.
4. Z. Hauptman, J. Grefe, H. Remane "Organic Chemistry", M., "Kimya", 1979, səh.553–555