作为分析试剂（测定氨基转换酶和脱氢酶的底物，测定肝功能的配套试剂）；用于化学合成；作为医药、保健品原料及食品添加剂；可用于色氨酸分析；作为有机合成中间体；可作为运动营养饮料成分及体格增强补剂。
医药原料; 保健品原料; 食品添加剂; 分析试剂; 有机合成中间体; 运动营养饮料成分; 体格增强补剂
路线1：化学合成法
- 步骤1：将225g草酰琥珀酸三乙酯与600ml浓盐酸混合，放置过夜；蒸馏浓缩至140℃，剩余物冷却结晶，得α-酮基戊二酸110-112g，收率92-93%。
路线2：多步化学合成法
- 步骤1（草酰丁二酸三乙酯制备）：无水乙醇360mL中分批加入金属钠23g（1.0mol），加热回流至反应完全；蒸出乙醇并滴加甲苯除净，冷至室温后加入无水乙醚650mL、草酸二乙酯146g（1mol）、丁二酸二乙酯174g（1.0mol），室温放置12h；加水500mL，分出有机层，水层用乙醚提取3次，合并有机层经无水硫酸镁干燥，回收乙醚得黄色油状化合物（草酰丁二酸三乙酯）235-250g，收率86-91%。
- 步骤2（α-酮戊二酸制备）：将草酰丁二酸三乙酯225g（0.82mol）与浓盐酸330mL、水660mL混合，加热回流4h；减压浓缩至干（60-70℃），剩余物加硝基乙烷200mL加热溶解，趁热过滤，滤饼用热硝基乙烷洗涤；合并滤液，0-10℃搅拌5h，抽滤后90℃减压干燥4h，得α-酮戊二酸88-99g，收率73-83%。
生物转化法
- 步骤1（菌种活化）：马克斯克鲁维酵母ATCC36534接种于含葡萄糖10-20g/L、蛋白胨5-10g/L、酵母浸出粉3-5g/L、琼脂15-20g/L的斜面培养基，25-30℃培养24-36h。
- 步骤2（种子培养）：挑取活化菌体接种至无琼脂的种子培养基（同斜面培养基成分），25-30℃、200-250r/min振荡培养20-24h，得干菌体5-7g/L种子液。
- 步骤3（转化培养）：种子液按5-10%体积接入含蔗糖50-100g/L、酵母浸出粉10-20g/L、KH₂PO₄ 3-5g/L、K₂HPO₄ 5-6.5g/L、MgSO₄ 0.5-1.0g/L的转化培养基，25-30℃、200-250r/min振荡培养20-24h，加入终浓度10-50mmol/L H₂O₂或0.5-1.0μmol/L甲氨蝶呤及20-50g/L L-谷氨酸，得α-酮戊二酸浓度17.3-42.9g/L。
- 步骤4（分离纯化）：离心（3000-4000g，5-10min）除菌体，上清液加5-10g/L活性炭搅拌30-60min，过滤后减压浓缩至原体积1/2-1/4，离心除沉淀；加晶种（10-20g/L），4℃静置8-12h，抽滤得晶体，45℃真空干燥得α-酮戊二酸。
