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3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(MMB)由于其良好的亲水性、亲油性、低毒性和可生物降解等特性而被广泛用于化妆品、空气清新剂、工业和民用洗涤剂、农药和杀虫剂等的溶剂。目前，MMB生产商只有日本的可乐丽公司，而现阶段我国对MMB的需求全部依赖进口。由于国内供应紧张并且需求强劲增长，其生产前景十分广阔。日本可乐丽公司采用4，4-二甲基-1，3-二噁烷(DMD)醇解法和3-甲基-1，3-丁二醇(MBD)醚化法来生产MMB。其中，MBD醚化法是针对于DMD醇解法中生成MBD的再利用问题。DMD醇解法的副产物众多，主产物的选择性较低，且不满足绿色原子经济性。为克服以上述不足，本课题首先以甲醛和异丁烯为原料在无催化条件下合成3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBOH)。接下来，以MBOH为原料在均相酸和非均相酸催化剂存在下实现了两步法合成MMB。在此基础上，进一步改进实验方案，以磷钨酸含氢铯盐为催化剂实现了直接活化MBOH分子中的双键而非羟基从而一步合成了MMB新合成路径。具体包括以下几方面内容：
(1)利用Benson基团贡献法和Knovel数据库对涉及MMB合成的各反应体系进行了热力学计算，得出了不同温度下反应吉布斯自由能和反应平衡常数。通过分析可知，反应在标准条件下都可以自发进行，且各反应均为放热反应，升高温度不利于反应的正向进行。
(2)通过Ene反应路径，以甲醇为溶剂，甲醛水溶液和异丁烯为原料合成了MBOH，并考察了不同温度、压力、物料比和反应时间对MBOH收率的影响。结果表明，MBOH的收率随反应温度升高呈现先增加后降低的“火山型”趋势，这主要是由于MBOH的合成受动力学和热力学两方面因素此消彼长共同作用的影响。此外，高压有利于MBOH的合成。
(3)以MBOH为原料两步法合成了MMB。以不同分子筛为催化剂催化MBOH水合反应，并通过正交实验确定优化的工艺参数；以不同浓度的硫酸为催化剂催化MBD与甲醇醚化反应。通过气相色谱-质谱联用仪对MBOH水合反应产物和MBD醚化产物进行了定性分析，提出了可能的反应历程。
(4)设计了以MBOH为原料一步法合成MMB的路线设计。考察了不同Cs含量的Cs-PW(x)催化剂的催化性能，并详细考察了催化剂各种性质和结构关系，建立了催化剂的性质与催化活性的关联。通过气相色谱-质谱联用仪对MBOH与甲醇直接醚化产物进行了定性分析，提出了可能的反应历程。