ใช้ไดบิวทิลซัลเฟตเป็นสารอัลคิเลติ้งเอเจนต์ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตสารลดแรงตึงผิวและน้ำยาล้างจาน ทำหน้าที่เป็นสารซัลเฟติ้งสำหรับแอลกอฮอล์และฟีนอล ช่วยในการก่อตัวของเอสเทอร์ซัลเฟตซึ่งเป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารลดแรงตึงผิวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่นและพลาสติไซเซอร์ เนื่องจากความสามารถในการนำกลุ่มบิวทิลเข้าไปในโมเลกุลอินทรีย์ต่างๆ ความสามารถในการทำปฏิกิริยาทำให้มีประโยชน์ในปฏิกิริยาที่ควบคุมได้ซึ่งต้องการการซัลเฟชันหรืออัลคิเลชันแบบเลือกเฉพาะ