Я не совсем уверен в этом, но я верю, что вы можете сделать это таким образом (хотя, возможно, не рекомендуется, но технически возможно.)
Поскольку Net Framework 4.0 использует разные CLR, и возможно, чтобы оба были установлены рядом ... Может быть, вы можете попытаться загрузить свою сборку 4.0 в 4.0 CLR и ваше приложение 2.0 в 2.0 и обмениваться данными через веб-интерфейс услуги.
Опять же, я не уверен, возможно ли это. Это просто какая-то идея.