化学合成法的特点是生产成本高，反应复杂，步骤多，且有许多副产物。用异丁醛作原料，有多种方法可合成外消旋体缬氨酸。例如异丁醛与氨生成氨基异丁醇，再与氰化氢合成氨基，然后水解得到缬氨酸，外消旋本的拆分也有多种方法，例如用酰基-DL-氨基酸的酶进行水解，再利用游离氨基酸与酰化体的溶解度差进行分离。