1.硫酸二甲酯是農藥、染料、醫藥、香料工業等有機合成中廣泛應用的甲基化劑。用以制造甲酯、甲醚、甲胺等。是二甲基亞砜、咖啡因、可待因、安乃近、氨基吡啉、甲氧芐氨嘧啶、香草醛以及農藥乙酰甲胺磷等的原料。用作芳香烴的溶劑、烷基化劑。
2.用作甲基化試劑、溶劑。用于醫藥、農藥、染料、香料等有機合成。
3.用于制造染料及作為胺類和醇類的甲基化劑。
硫酸二甲酯 -用途
硫酸二甲酯最常用于對酚、胺和硫醇進行甲基化，反應通常以SN2機理進行，且DMS中第一個甲基轉移的速度更快。盡管此類烷基化反應相對高效，硫酸二甲酯的價格也不昂貴，但它的高毒性極大限制了其應用。其他的甲基化試劑中，碘甲烷毒性較低但價格較貴，也可用于O-甲基化；碳酸二甲酯毒性更低，可用于N-甲基化。一般在選用甲基化劑時，需要綜合考慮試劑的毒性及反應的效果。
用作測定煤焦油類的試劑，在有機合成中用作甲基取代劑，還可用作芳香族烴的溶劑。
O-甲基化
Me2SO4對酚的甲基化反應是其最廣泛的應用。該反應對一些簡單的醇也適用，比如硫酸二甲酯與叔丁醇反應，可將其轉化為甲基叔丁基醚：
2(CH3)3COH+(CH3O)2SO2→2(CH3)3COCH3+H2SO4
醇鹽也可被甲基化：
RO- Na+ +(CH3O)2SO2→ROCH3+Na(CH3)SO4
硫酸二甲酯對碳水化合物的O-甲基化是哈沃斯法（Haworth）測定糖環形結構的基礎，一般反應在堿溶液中進行。另一種甲基化測定方法以碘甲烷-氧化銀作試劑。
N-甲基化
Me2SO4與胺反應發生N-甲基化，可用于制備季銨鹽或叔胺：
C6H5CH=NC4C9+(CH3O)2SO2→C6H5CH=N+ (CH3)C4C9+CH3OSO3?
含脂肪鏈的季銨鹽可用作表面活性劑或纖維軟化劑。與叔胺的反應為：p-CH3(C6H4)NH2+(CH3O)2SO2-(NaHCO3)→p-CH3(C6H4)N(CH3)2+Na(CH3)SO4
S-甲基化
硫酸二甲酯與硫醇鹽的反應和與醇的反應類似，只是被甲基化的原子變為硫原子：
RS? Na+ +(CH3O)2SO2→RSCH3+Na(CH3)SO4
例如：
p-CH3C6H4SO2Na+(CH3O)2SO2→p-CH3C6H4SO2CH3+Na(CH3)SO4
該反應可用來制備硫酯：
RC(O)SH+(CH3O)2SO2→RC(O)S(CH3)+HOSO3CH3
其他用途
硫酸二甲酯可以對DNA中鳥嘌呤的咪唑環N7位甲基化，修飾后甲基化G與核糖之間的糖苷鍵變得不穩定，在堿性條件下與哌啶作用，磷酸二酯鍵斷裂，產生兩個DNA片段。該過程可用于測定堿基順序，打斷DNA鏈，等等。
此外，用硫酸二甲酯和酸處理DNA后，鳥嘌呤的N7與腺嘌呤的N3位都發生甲基化，處理后得到5'-DNA片段與核苷酸5'-羥基相連，3'-DNA片段與核苷酸3'-羥基相連的產物。這可看作對嘌呤堿基的特異反應。
硫酸二甲酯廠家的生產方式
硫酸二甲酯的合成方法很多,如鈉鹽法、無水硫酸與甲醇直接反應法、二甲醚與三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氫甲酯法等。但除二甲醚與三氧化硫合成法外,都存在著產品收率低,原材料消耗大、設備腐蝕嚴重等問題。
1.工業上主要采用二甲醚和三氧化硫反應來生產硫酸二甲酯。先由甲醇脫水得到二甲醚。再將25%發煙硫酸加熱蒸出三氧化硫氣體,用硫酸二甲酯噴淋吸收。吸收了三氧化硫的硫酸二甲酯與二甲醚氣體在合成塔反應,即生成硫酸二甲酯。工業品硫酸二甲酯的純度≥98%。
原料消耗定額:甲醇550kg/t、發煙硫酸(25%)3000kg/t。
將適量發煙硫酸壓入蒸發罐中,加熱使之溫度逐漸上升。當升溫至140℃時,三氧化硫開始放出。待發生完畢,將蒸發罐中的剩余硫酸取走,發生的三氧化硫通入酯化罐中。再將適量的轉化劑加入醚化罐,以蒸汽加熱使其升溫至130～140℃。同時以一定流速通入甲醇,即產生二甲醚氣體。經硫酸洗滌除去水分后,流入酯化罐中。在酯化罐中,三氧化硫和二甲醚反應,產生硫酸二甲酯粗品,反應溫度控制在88～92℃。將粗品硫酸二甲酯送入蒸發釜,在110～140℃,真空度94.7KPa下蒸出硫酸二甲酯,再經冷凝后收集在精酯貯罐中。蒸餾殘液加氨水中和,使之生成硫酸銨,壓入貯罐,為回收的副產物,用作化肥。
2.用甲醇與硫酸反應,生成硫酸氫甲酯,然后繼續與甲醇反應生成二甲醚氣體,與三氧化硫作用生成硫酸二甲酯:
2.制法:
于裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中,加入氯磺酸200g(1.71mol),冰浴冷卻至0℃,攪拌下慢慢滴加甲醇(2)54g(1.74mol)。加完后繼續攪拌反應1h。加入無水氯化鈣干燥。減壓蒸餾,收集138～140℃/2.66kPa的餾分,得硫酸二甲酯(1)84～90g,收率80%～85%。