Le 1,4-dioxane peut être synthétisé à partir de l'époxyéthane.
Dans un premier temps, l'époxyéthane subit une hydratation (catalysée par un acide fort, acide sulfurique concentré par exemple) pour former de l'éthan1,2-diol (glycol). La deuxième étape est une substitution nucléophile bimoléculaire (SN2), catalysée par un acide fort, entre deux molécules de glycol. La dernière étape est une SN2 intramoléculaire, toujours catalysée par un acide fort, suivie d'une déprotonation.