化学合成法是指采用有机化工原料，通过化学反应合成β-胡萝卜素的一种方法。自1953年β-胡萝卜素的工业化合成生产开始，其产业不断得到发展。
迄今为止，已研发出两条完全不同的工业生产规模的合成路线。
以VA为原料
将VA转化成视黄醛和甲基维梯希试剂，再经缩合而成β-胡萝卜素。
构造多聚烯链
C19+C2+C19Grignard反应合成法
以β-紫罗兰酮为原料，经4-(2,6,6-二甲基-1-环已烯基)-2-甲基-2-丁烯醛，6-(2,6,6-三甲基-1-环已烯基)-4-甲基-2,4-己二烯醛和8-(2,6,6-三甲基-11-环己烯基)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯醛合成出β-胡萝卜素。以β-紫罗兰酮计，β-胡萝卜素的总产率为21%。
C15+C2+C15Wittig反应合成法
Wittig反应是有机合成形成C=C键的重要手段，广泛用于药物和复杂的有机合成。1956年，BASF公司以β-紫罗兰酮为原料，经乙烯基-β-紫罗兰醇，以C15+C2+C15Wittig反应合成β-胡萝卜素。以C15烯醇计，β-胡萝卜素的收率为25%。
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