常温常压下为无色或淡黄色无臭黏稠油状液体。熔点20.2℃，沸点228～230℃，闪点（开杯）150℃。可燃，能与水混溶，溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇醚、乙二醇醚乙酸酯，微溶于乙醚、乙酸乙酯、石油醚、四氯化碳和苯，不溶于脂肪烃、芳香烃和氯代烃。有吸湿性，气味苦，入口略有甜味，有毒。

BDO的工业化生产得益于德国化学家W.J.雷佩开发的一系列高压乙炔化工工艺。在他的指导下，1943年建成了乙炔法BDO的生产装置，用于生产丁钠橡胶，从此结束了德国在二战期间对天然橡胶的依赖。20世纪60年代，日本三菱油化公司开发了由顺丁烯二酸酐（顺酐）催化加氢制备丁二醇的工艺，70年代该公司又开发了丁二烯乙酰氧基化法工艺。此外，日本可乐丽公司还开发了以环氧丙烷为原料的BDO合成工艺。中国电石资源丰富易得，因此炔醛法占主导地位，而世界其他国家和地区新建装置已基本淘汰炔醛法，而顺酐法具有投资小、废物排放少、联产物多并灵活调整产品比例等优点，是未来BDO生产工艺发展的方向。截至2019年底，中国1,4-丁二醇产能合计303万吨/年，约占全球总产能的66%。

BDO的主要生产方法有炔醛法（Reppe法）、丁二烯法、环氧丙烷法和顺酐法等。各生产方法的优缺点见表。

炔醛法简称Reppe法，由德国化学家雷佩开发，以乙炔和甲醛为主要原料，是生产BDO的主要方法。主要化学反应如下：

①炔化。

②加氢。

炔醛法采用连续液相滴流床反应器，反应分两步进行。在高压（13.8兆～27.6兆帕）和250～350℃的条件下，乙炔与甲醛首先生成1,4-丁炔二醇，然后再加氢制得BDO。此法压力高，对设备要求高，后又在此方法上进行了改进，形成了改良雷佩法，包括巴斯夫工艺、林德/韩国油公司工艺和英威达（INVISTA）工艺。

以顺酐为原料生产BDO的工艺路线，主要化学反应式为：

①酯化反应。

②加氢水解反应。

顺酐法分为顺酐直接加氢法和顺酐酯化加氢法两种。顺酐直接加氢法是采用镍-铼作催化剂，顺酐液相加氢为γ-丁内酯（GBL）和四氢呋喃（THF），GBL再催化加氢生成BDO。顺酐酯化加氢法分为3步：①顺酐和过量乙醇（或甲醇）酯化，得到顺丁烯二酸二乙酯（DEM）；②DEM气相加氢生成丁二酸二乙酯，然后再氢解生成BDO，并联产GBL和THF；③通过精馏分离得到BDO产品。顺酐酯化加氢工艺的特点是原料来源广，工艺不复杂，固定资产投资较低，可同时联产BDO、THF和GBL，且比例可以调节，催化剂选择性高，副产物少，不使用贵金属催化剂，是较为先进的工业方法。

由1,3-丁二烯与乙酸和氧气在高压下进行乙酰氧化反应，生成1,4-二乙酰基-2-丁烯（DAB），再以钯/活性炭为催化剂，DAB分两段催化加氢生成1,4-二乙酰氧基丁烷，最后再水解制得BDO的工艺，主要化学反应式为：

①酰氧基化（选择性90%）。

②加氢反应（选择性97%）。

③水解反应（选择性100%）。

丁二烯法的主要收率以丁二烯计为80%～85%。该工艺无安全隐患，中间产物和产品收率较高，但工艺流程复杂，投资高、催化剂昂贵、蒸汽消耗量大，只有在一定规模情况下才具有竞争力。

环氧丙烷在催化剂磷酸锂（Li₃PO₄）的作用下异构化生成丙烯醇，然后采用铑系化合物和三苯基膦溶液为催化剂，丙烯醇与合成气液相加氢甲酰化生成4-羟基丁醛溶液，最后经加氢制得BDO。主要化学反应式为：

①甲酰化反应（选择性80%）。

②加氢反应（选择性98%）。

环氧丙烷法投资少，流程简单，副产物利用价值高，铑系催化剂可循环使用，寿命长。1,4-丁二醇收率高，氢甲酰化及加氢为液相反应，易于改变工艺负荷，可根据市场需求调节1,4-丁二醇产量。

包括以糖类为原料直接发酵生成BDO、1,2-环氧-3-丁烯选择性水解直接制BDO等。

BDO主要用于制造四氢呋喃、γ-丁内酯、聚氨酯和热塑性工程塑料聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT树脂），PBT可与己二酸丁二醇酯进一步共聚为热塑性生物降解塑料。还可以制备N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮和其他吡咯烷酮衍生物，也用于制备维生素B₆、农药、除草剂、生物降解塑料材料聚丁二酸丁二醇酯以及用作多种工艺过程的溶剂、增塑剂、润滑剂、增湿剂、柔软剂、胶黏剂和电镀工业的光亮剂。