乙酸正丁酯的合成主要通過酯化反應完成，涉及冰醋酸和正丁醇在濃硫酸催化下的反應。以下是該反應的化學方程式和實驗步驟的簡要概述：
化學方程式：
反應物：CH3COOH + CH3CH2CH2CH2OH
催化劑：濃H2SO4
產物：CH3COOCH2CH2CH2CH3 + H2O
實驗步驟：
準備試劑和裝置：在乾燥的圓底燒瓶中加入11.5mL正丁醇、7.2mL冰醋酸和3~4滴濃硫酸。加入幾粒沸石，安裝分水器和回流冷凝管。
加熱反應：在80℃左右加熱15分鐘，然後升高溫度回流約25分鐘，期間不斷從分水器放水口處放出生成的水，保持水層在原高度。
反應結束：當不再有水生成時，表示反應完畢。停止加熱，記錄分出的水量。
後處理：冷卻後拆卸回流冷凝管，將分水器中的液體和圓底燒瓶中的反應液合併後一起倒入分液漏斗，分出水層。用10mL 10%碳酸鈉水溶液洗滌有機層，使有機層pH等於7。再用10mL水洗滌一次，分去水層。
乾燥和蒸餾：將有機層倒入一個乾燥的小錐型瓶中，用適量無水碳酸鎂乾燥。將乾燥後的乙酸正丁酯倒入乾燥的50mL蒸餾燒瓶中，常壓蒸餾，收集124~126℃的餾分。
注意事項：
濃硫酸在反應中作催化劑，只需少量，不宜過多。
滴加濃硫酸時，應邊加邊搖，必要時可用冷水冷卻，以免局部炭化。
實驗利用共沸混合物除去酯化反應中生成的水。共沸物的沸點為:乙酸正丁酯—水90.7℃，正丁醇—水93℃，乙酸正丁酯—正丁醇117.6℃，乙酸正丁酯—正丁醇—水90.7℃。
反應終點的判斷可觀察分水器中不再有水珠下沉或分出的水量與理論分水量進行比較。