Aplikasi utama butadiena adalah karet sintetis (SBR, SBS, karet termoplastik, dll.), banyak digunakan dalam produksi sol sepatu, ban dan bagian lain untuk industri mobil, perekat dan penyegel, modifikasi aspal dan polimer serta senyawa untuk tujuan tanpa akhir.
Kami sebelumnya telah menunjukkan bahwa butadiena monoksida (BM), metabolit utama 1,3-butadiena, bereaksi dengan nukleosida untuk membentuk produk alkilasi yang menunjukkan laju pembentukan berbeda dan stabilitas berbeda dalam kondisi fisiologis in vitro. Dalam penelitian ini, BM direaksikan dengan DNA timus betis beruntai tunggal (ss) dan beruntai ganda (ds) dan produk alkilasi dikarakterisasi setelah hidrolisis enzimatik DNA. Produk utamanya adalah produk tambahan N-7-guanin regioisomerik. N-3-(2-hidroksi-3-buten-1-il)adenin dan N-3-(1-hidroksi-3-buten-2-il)adenin, yang didepurinasi dari DNA lebih cepat dibandingkan hasil tambahan N-7-guanin, juga terbentuk.
Selain itu, N6-(2-hidroksi-3-buten-1-il)deoksiadenosin dan N6-(1-hidroksi-3-buten-2-il)deoksiadenosin terdeteksi dan bukti diperoleh bahwa hasil tambahan ini dibentuk oleh penataan ulang Dimroth dari hasil tambahan N-1-deoksiadenosin yang sesuai, bukan saat berada di dalam DNA, tetapi setelah pelepasan nukleosida N-1-alkilasi secara enzimatik hidrolisis. Hasil tambahan N-3-(2-hidroksi-3-buten-1-il)deoksiuridin, yang tampaknya terbentuk setelah reaksi deaminasi dari hasil tambahan deoksisitidin yang bersangkutan, juga terdeteksi dan stabil dalam DNA. Pembentukan hasil aduk secara linear bergantung pada konsentrasi BM (10–1000 mM), dengan rasio hasil aduk serupa pada berbagai konsentrasi BM. Pada konsentrasi BM tinggi (750 mM), hasil tambahan terbentuk secara linier hingga 8 jam pada ssDNA dan dsDNA. Namun, laju pembentukan hasil tambahan N-3-deoxyuridine dan N6-deoxyadenosine meningkat 10 hingga 20 kali lipat pada ssDNA dibandingkan dsDNA, sedangkan hasil tambahan N-7-guanin hanya meningkat sedikit, mungkin karena perbedaan dalam ikatan hidrogen pada ssDNA versus dsDNA. Hasil ini dapat berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme molekuler mutagenesis dan karsinogenesis BM dan senyawa induknya, 1,3-butadiena.
Ketika 1,3-butadiena diinkubasi dengan fraksi postmitokondria hati dari tikus, tikus, monyet atau manusia dan sistem regenerasi NADPH, laju pembentukan butadiena monoksida berbeda pada keempat spesies. Kecuali monyet rhesus, jumlah epoksida sebanding dengan aktivitas monooksigenase. Urutan pembentukan epoksida adalah tikus B6C3F1, tikus Sprague Dawley, manusia, monyet rhesus. Rasio antara tikus dan monyet adalah sekitar 7∶1. Ketika 1,3-butadiena diinkubasi dengan homogenat dari jaringan paru-paru, hanya jaringan dari tikus dan tikus yang menghasilkan konsentrasi butadiena monoksida yang dapat diukur. Aktivitas monooksigenase di jaringan paru-paru tikus hanya 1/30 dibandingkan aktivitas di hati tikus. Sebaliknya, jaringan paru-paru membentuk konsentrasi epoksida yang sebanding dengan yang dibentuk oleh jaringan hati, sedangkan jaringan paru-paru monyet dan manusia tidak menghasilkan kadar butadiena monoksida yang dapat diukur. Data tersebut mungkin menunjukkan bahwa hasil penelitian inhalasi hewan pengerat dengan 1,3-butadiena baru-baru ini tidak dapat secara otomatis diekstrapolasi ke manusia.