异戊二烯是合成橡胶的重要单体，其用量占异戊二烯总产量的95%，主要用于合成异戊橡胶，其产量仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶而居合成橡胶的第三位。其次，用作合成丁基橡胶的一种共聚单体，以改进丁基橡胶的硫化性能，但用量很少，异戊二烯还用于合成树脂、液体聚异戊二烯橡胶等。还用于制造农医、香料及黏结剂等。
用于合成树脂、液体聚异戊二烯橡胶、以及合成香料等的中间体，用量所占的比例较少。

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         异戊二烯是碳五馏分的重要组分。碳五馏分主要来自炼厂催化裂化汽油得到的异戊烷脱氢和异戊烯脱氢，以及各种石油原料经裂解制乙烯时的副产物。碳五馏分沸点为27.9-49.3℃。碳五馏分组成复杂，直接精馏难以得到纯度较高的异戊二烯产品，通常采取萃取精馏及共沸精馏法由裂解碳五馏分中分离高纯度异戊二烯。已经工业化的萃取精馏溶剂有乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。除碳五馏分分离得到异戊二烯外，工业上还采用合成法生产。例如采用碳五以下的有机原料，如丙烯、异丁烯、甲醛、丙酮和乙炔来合成；也可从碳五馏分中的异戊烷、异戊烯脱氢制得。​

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