二甲苯是重要的重要有機化工原料，有鄰、間、對三種異構體。

鄰二甲苯主要用于制取鄰苯二甲酸酐，它是制造多種染料和指示劑 (如酚酞) 的重要原料。

間二甲苯經硝化和還原后生成的4，6-二甲基-1，3-苯二胺是合成染料的中間體，間二甲苯還可以用做合成香料的原料 (如二甲苯麝香)。對二甲苯主要用于制造對苯二甲酸，它是合成聚酯纖維 (滌綸) 的重要原料。

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