本文进一步改进了以环己酮和正丁醛为原料合成牛奶内酯的工艺路线，对各步骤中影响产率的因素进行了分析，并得出了优化条件：①2-丁叉环己酮的合成：聚乙二醇400作为相转移催化剂（用量为正丁醛的4%），碱液浓度为1%，n(正丁醛):n(环己酮)=1:1.8，温度为30℃，反应时间1.5h，草酸作为脱水剂（用量为正丁醛的7%）；②2-丁基环己酮的合成：氢压为2.5MPa，温度为40℃；③ε-癸内酯的合成：过氧化尿素作为氧化剂，n(2-丁基环己酮):n(过氧化尿素)=1:4，温度为30℃，反应时间1h；④5(6)-癸烯酸的合成：碱浓度为30%，皂化反应温度为110℃，反应时间3h。反应的总产率为30.8%。与其他合成方法相比，本文的工艺路线主要采用了相转移催化剂和过氧化尿素这种氧化剂，具有易操作，低成本，高产率等优点。本文还对牛奶内酯在饼干和蛋糕中的应用进行了研究，制备出了含牛奶内酯的饼干和蛋糕，并得出了牛奶内酯在饼干和蛋糕等焙烤食品的中的最佳添加量为其总质量的0.6‰~0.8‰。与牛奶香精相比，将牛奶内酯应用到饼干和蛋糕中时，饼干和蛋糕的奶香味更加持久诱人。