【用途一】用作分析試劑和乙烯樹脂、乙炔的溶劑。
【用途二】是優良的有機溶劑，用作聚氨酯、聚丙烯腈、聚氯乙烯的溶劑，亦用作萃取劑、醫藥和殺蟲脒的原料。
【用途三】二甲基甲酰胺既是一種用途極廣的化工原料，也是一種用途很廣的優良溶劑。可用于聚丙烯腈纖維等合成纖維的濕紡絲、聚氨酯的合成；用于塑料制膜；也可作去除油漆的脫漆劑；它還能溶解某些低溶解度的顏料，使顏料帶有染料的特點。二甲基甲酰胺可用于芳烴抽提以及用于從碳四餾分中分離回收丁二烯和從碳五餾分中分離回收異戊二烯，還可用作從石蠟中分離非烴成分的有效試劑。它對間二甲酸和對二甲酸的溶解性有良好的選擇性：間二甲酸在二甲基甲酰胺中的溶解度大于對二甲酸，在二甲基甲酰胺中進行溶劑萃取或部分結晶，可將兩者分離。在石油化學工業中，二甲基甲酰胺可作為氣體吸收劑，用來分離和精制氣體。在有機反應中，二甲基甲酰胺不但廣泛用作反應的溶劑，也是有機合成的重要中間體。工業中可用來生產殺蟲脒；醫藥工業中可用于合成、強力霉素、、維生素B6、、驅蟯凈、噻嘧啶、N-甲酰溶肉瘤素、抗瘤氨酸、甲氧芳芥、卞、環己亞硝脲、呋氟脲嘧啶、止血環酸、倍分美松、、膽維他、撲爾敏等等。二甲基甲酰胺在加氫、脫氫、脫水和脫鹵化氫的反應中具有催化作用，使反應溫度降低，產品純度提高。
【用途四】非水溶液滴定用試劑，乙烯樹脂和乙炔的溶劑，有機合成，光度測定，氣相色譜固定液（使用溫度50℃，溶劑為甲醇），分離分析C2-C5烴，并能分離正、異丁烯-[1]及順、反丁烯-[2]。殘留量分析。有機合成。肽的合成。照相工業用。
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