又名2-甲基-1，3-丁二烯。碳五餾分的重要組分，常溫下為無色、易揮發的液體，沸點34.07°C。是合成橡膠的重要單體。聚合級異戊二烯對雜質含量有較嚴格的控制，通常是異戊二烯純度>99.4％、環戊二烯含量＜3ppm、炔烴含量＜10ppm。
生產方法 工業上有多種方法生產異戊二烯。除C5餾分分離得異戊二烯外，工業上還采用合成法生產。例如：采用C5以下的有機原料如丙烯、異丁烯、甲醛、丙酮和乙炔來合成；也可從C5餾分中的異戊烷、異戊烯脫氫制得。由於各國原料價格和供應情況不同，不同國傢采取的合成方法也有所不同，但更多的異戊二烯還是直接來自碳五餾分分離。
丙烯二聚 由美國固特異輪胎和橡膠公司及科學設計公司開發。過程分為三步：丙烯催化二聚成α-甲基-1-戊烯，α-甲基-1-戊烯異構成2-甲基-2-戊烯，後者再脫甲基生成異戊二烯。采用此法生產每噸異戊二烯需丙烯2t，在丙烯來源豐富、價格便宜的地區采用此法有利，1962年在美國曾建成一套年產60kt的生產裝置，1976年因爆炸事故而停產。
異丁烯-甲醛法 1969年，蘇聯首先建成此法工業生產裝置，主要生產過程分為兩步：異丁烯和甲醛在酸性催化劑存在下縮合成4，4-二甲基-1，3-二氧六環；縮合物在固體磷酸鈣催化劑存在下，於250～280°C用蒸汽稀釋熱分解成異戊二烯。第一步反應異丁烯和甲醛轉化率可達90％以上，第二步4，4-二甲基-1，3-二氧六環的轉化率為80％～90％；異戊二烯總收率為50％～80％。此法原料來源廣泛，反應條件緩和，但副產物（主要為間戊二烯）較多，產品成本較高。
乙炔-丙酮法 由意大利斯納姆公司開發，過程由三步組成：乙炔與丙酮合成炔醇，炔醇選擇加氫和烯醇脫水生成異戊二烯。此法的優點是三步反應的轉化率及選擇性均較高，異戊二烯純度高，但是乙炔價格高，隻有在乙炔來源豐富的地區才有利。意大利曾用此法建成一套年產30kt異戊二烯生產裝置。
異戊烷及異戊烯脫氫 由異戊烷二步脫氫生成異戊二烯的方法是蘇聯生產異戊二烯的主要方法。兩步脫氫反應均為可逆吸熱反應，反應受熱力學平衡限制。
為瞭得到有利於工業生產的轉化率，反應必須在高溫（500～600°C以上）並有催化劑存在下進行，由於反應溫度較高，所不希望的熱解、異構化等副反應也以比較明顯的速度進行。因此，在異戊烷脫氫的過程中，除生成三種異戊烯異構體外，還生成戊烷、1-戊烯、2-戊烯、環戊烯等。在第二步脫氫時，這些副產物又生成相應的脫氫產物，例如間戊二烯、環戊二烯、炔烴等。此外，還生成裂解產物C1～C4低碳烴。原料異戊烷來自煉廠拔頭油及催化裂化過程的C5餾分，過程采用流化床反應器。異戊烷在鋁-鉻催化劑存在和630～650°C高溫下脫氫生成異戊烯。異戊烯再脫氫生成異戊二烯，所用催化劑為氧化鐵-氧化鉻-碳酸鉀。脫氫產物經二甲基甲酰胺萃取精餾得到聚合級異戊二烯，采用此法生產每噸異戊二烯約需異戊烷2.4t。主要副產物為間戊二烯及C1～C4烷烴。
由美國殼牌公司開發的異戊烯脫氫法（見圖）
是以異戊烯為原料，1959年投產，裝置年生產能力為100kt。原料異戊烯來自催化裂化裝置的
C
5餾分，由於烯烴的活性高，在烷烴之前先脫氫，因此，首先用冷硫酸由
C
5餾分
吸收分離出純度為93％～97％的異戊烯，然後異戊烯脫氫生成異戊二烯，所用催化劑有氧化鐵、氧化鉻、碳酸鉀組分。異戊二烯單程收率為35.5％。脫氫後產物經乙腈萃取精餾得到聚合級異戊二烯，各類異戊二烯的總收率為原料的85％。
裂解C5餾分分離 當采用石腦油、輕柴油等液體原料進行裂解時，副產C5餾分中含有大量異戊二烯(約15％～25％)，異戊二烯的產率約為乙烯產率的1/30。裂解C5餾分價格低廉，來源廣泛，因而利用裂解C5餾分不但促進瞭異戊二烯的生產，也同時提高瞭乙烯裝置的經濟效益。但裂解C5餾分組分復雜，直接精餾難以得到純度較高的異戊二烯產品。通常采取萃取精餾及共沸精餾法由裂解C5餾分中分離高純度異戊二烯。已經工業化的萃取精餾溶劑有乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。
此外，還有以正戊烷為共沸劑的共沸精餾法，但得到的產品是約含異戊二烯75％、正戊烷25％的共沸混合物。
用途 異戊二烯是合成橡膠的重要單體，其用量占異戊二烯總產量的95％，主要用於合成異戊橡膠，其產量僅次於丁苯橡膠和順丁橡膠而居合成橡膠第三位。其次，用作合成丁基橡膠的一種共聚單體，以改進丁基橡膠的硫化性能，但用量很少。異戊二烯還用於合成樹脂、液體聚異戊二烯橡膠等。近年來，用異戊二烯合成裡那醇、角鯊烯等，這些是進一步合成香料、藥品、農藥等的中間體。這方面的用量雖然占的比例較少，但已受到重視。