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向γ-丁内酯（GBL）的乙醇或水溶液中加入氢氧化钠（碱液）的方法合成。条件是需要加热氢氧化钠，水解后得到羟基丁酸钠。加水直接水解方法较为少用，原因是生成的羟基丁酸作为游离酸不稳定，会立刻化为γ-丁内酯。
这是由于丁内酯是无色油状液体，在中性介质中稳定，在热碱中易产生可逆性水解，pH回到中性时又生成内酯。
丁内酯在酸性介质中水解较慢，与水混溶，溶于甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、苯, 四氯化碳，是质子型强力溶剂，因此一般也不用酸性介质进行水解。
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