2,4-哌啶二酮作为一种特征片段，也被广泛用作依鲁替尼、帕潘立酮药物合成的中间体。在工业上还可用作变性剂、助染剂，以及合成一系列产品（包括药品、消毒剂、染料、食品调味料、粘合剂、炸药等）的起始物。还可以用做催化剂，但用量不可过多，否则影响产品质量。将2,4-二氧-哌啶-3-羧酸甲酯（400 mg，2.34 mmol，1.00当量）溶解于乙腈（20 mL）/水（0.2 mL）中。将所得混合物加热至约86°C。约4小时，然后在真空中浓缩。通过硅胶柱色谱法（二氯甲烷/甲醇（100:1））纯化所得残留物2,4-哌啶二酮，目标产物呈白色固体（70 mg，产率=27%）。LC-MS：m/z=114（MH）+。