Le carbonate de diméthyle peut être utilisé comme substitut traditionnel des matériaux toxiques phosgène, sulfate de diméthyle et chlorure de méthyle, etc. Il peut être utilisé pour la synthèse de polycarbonate, de carbonate de diphényle, d'isocyanate et d'ester de carbonate d'allyle et de diglycol; il peut également être utilisé pour la synthèse de divers types de pesticides carbamates tels que le carbaryl, etc.; il peut également être utilisé comme intermédiaire de la synthèse organique comme l'anisole, le diméthoxybenzène, les amines alkylées, l'urée symétrique diamine, le carbazate de méthyle, etc.; dans l'industrie pharmaceutique, il peut être utilisé pour la fabrication d'intermédiaires pharmaceutiques de classe des acides aminés oxazolidinone, ciprofloxacine, β-céto-acides ester. De plus, il peut être utilisé comme additifs d'essence, de carburant diesel, d'huile de réfrigérateur et de solvant. Le carbonate de diméthyle est utilisé comme solvant dans la synthèse organique et est considéré comme un substitut pour des solvants comme le méthyl éthyl cétone, l'acétate de tert-butyle et le parachlorobenzotrifluorure. Il est impliqué comme intermédiaire dans la préparation du diphénylcarbonate, qui est à son tour utilisé comme matière première clé pour la synthèse du bisphénol-A-polycarbonate. Il est également utilisé comme agent méthylant « vert » impliqué dans la méthylation de l'aniline, des phénols et des acides carboxyliques. Il peut être utilisé comme additif de carburant en raison de sa teneur élevée en oxygène. Il trouve également des applications liées aux supercondensateurs et aux batteries au lithium. Produit de remplacement écologiquement Bénin du sulfate de diméthyle, du q.v. et des halogénures de méthyle dans les réactions de méthylation et du phosgène, q.v., dans les réactions de méthylcarbonylation.
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