N,N'-คาร์บอนิลไดอิมิดาโซล (CDI) ถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นสารเชื่อมโยงในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะสำหรับการสร้างพันธะเปปไทด์และเอสเทอร์ มันช่วยกระตุ้นกรดคาร์บอกซิลิก ทำให้เกิดปฏิกิริยากับเอมีนหรือแอลกอฮอล์เพื่อผลิตอะไมด์หรือเอสเทอร์ตามลำดับ CDI ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ยา โพลิเมอร์ และเคมีภัณฑ์ละเอียดอื่นๆ เนื่องจากประสิทธิภาพสูงและสภาวะปฏิกิริยาที่อ่อนโยน นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นสารขจัดน้ำในการเตรียมแอนไฮไดรด์และคาร์บอเนต การประยุกต์ใช้ของ CDI ขยายไปถึงการดัดแปลงไบโอโมเลกุล เช่น โปรตีนและกรดนิวคลีอิก สำหรับวัตถุประสงค์การวิจัยและวินิจฉัย CDI ได้รับการยอมรับในความสามารถในการลดปฏิกิริยาเสริมและให้ผลผลิตสูงในกระบวนการเคมีต่างๆ