टेट्राक्लोरोफ्थेलिक एनहाइड्राइड का प्रतिक्रिया सिद्धांत बेंजीन रिंग पर क्लोरीन परमाणु के मजबूत इलेक्ट्रॉन {{0}वापस लेने वाले प्रभाव पर आधारित है, जो एनहाइड्राइड समूह को न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं के प्रति अधिक संवेदनशील बनाता है। इसके अणु में क्लोरीन परमाणु एक मुक्त कण तंत्र के माध्यम से पोलीमराइजेशन प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है, जबकि एनहाइड्राइड समूह अल्कोहल/एमीन के साथ एस्टरीफिकेशन/एमिडेशन प्रतिक्रियाओं से गुजर सकता है। टेट्राक्लोरोबेंजीन डेरिवेटिव उत्पन्न करने के लिए यह यौगिक उच्च तापमान पर डीकार्बाक्सिलेशन से गुजर सकता है।
इस एनहाइड्राइड की अनूठी संरचना इसे पॉलीमाइड्स जैसे पॉलिमर को संश्लेषित करने के लिए एक उच्च गुणवत्ता वाला मोनोमर बनाती है, और यह डाई मध्यवर्ती के लिए एक महत्वपूर्ण बिल्डिंग ब्लॉक के रूप में भी काम कर सकती है। औद्योगिक रूप से, यह आमतौर पर फ़ेथलिक एनहाइड्राइड की प्रत्यक्ष क्लोरीनीकरण प्रक्रिया का उपयोग करके उत्पादित किया जाता है, जिसके लिए तापमान और क्लोरीन गैस प्रवाह दर के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
कार्बनिक संश्लेषण में एक मध्यवर्ती के रूप में इसके उपयोग के पीछे का सिद्धांत इसके एनहाइड्राइड रिंग की उच्च प्रतिक्रियाशीलता में निहित है, जो एमाइड्स, एस्टर और एसिड जैसे डेरिवेटिव उत्पन्न करने के लिए न्यूक्लियोफाइल (जैसे एमाइन, अल्कोहल और हाइड्रॉक्सिलमाइन) के साथ आसानी से रिंग खोलने वाली प्रतिक्रियाओं से गुजरता है। इसके साथ ही, बेंजीन रिंग पर क्लोरीन परमाणु न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन या युग्मन प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है, जिससे यह रंगों (जैसे कि फ़ेथलोसाइनिन पिगमेंट और थैलियम आधारित रंग), कीटनाशकों (जैसे चावल ब्लास्ट फ़ेथलेट्स) और फार्मास्यूटिकल्स के संश्लेषण में एक महत्वपूर्ण मध्यवर्ती बन जाता है।
