乙醛缩合法是正丁醇生产的基本形式。在制备过程中,乙醛是基本原料。具体生产步骤如下:要准备适量的乙醛溶液,然后在碱性条件下进行羟醛缩合,进而得到2-羟基丁醛产物;接续进行脱水工艺制得丁烯醛,后将丁烯醛进行镍铬催化加氢,即制得正丁醇。需要注意的是,在催化加氢温度需控制在180 ℃,加氢压力需保持在0.2 MPa。从合成过程来看,这种丁醇制作方式的操作难度较低,且没有异构体产生。该法主要弊端为工艺流程较长,碱作用下设备腐蚀严重,生产成本高,目前已基本被淘汰。
发酵法在20世纪50、60年代以前应用较为广泛,通过水解反应、蒸馏、精馏等工艺生产正丁醇。具体过程包括,以富含淀粉的农作物作为主要生产原料,然后对其进行水解反应,在得到的水解液中加入丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌进行发酵,得到乙醇、丙酮、丁醇的混合物。从组成比例来看,三者的比例为1:3:6,后根据三者物理性质的不同,在蒸馏和精馏控制下实现有效分离,进而得到目标正丁醇产物。生产过程中,原料广泛、设备投入少、生产条件温和、安全性高等都是其重要的优势所在,然而与后期的羰基合成法相比,底物抑制效应的不足阻碍了其自身的进一步发展,故而应用规模逐渐缩小。
正丁醇可广泛的应用于化工、医药、食品甚至是能源领域,其应用消费的广泛性也就决定了其工业生产、科研研究的广泛关注度。正丁醇是重要的基本有机化工原料,主要用于生产邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等增塑剂和醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等,也常作为有机合成中间体。