Panaskan oven hingga 325°F (163°C). Lapisi bagian bawah tiga loyang kue berukuran 9 inci dengan kertas roti. Semprotkan sisi-sisinya dengan semprotan masak.

Ayak bersama tepung, bubuk kakao, soda kue, dan garam dalam mangkuk sedang. Sisihkan.

Panas microwave buttermilk sampai hangat, sekitar 30 detik. Aduk vanilla. Sisihkan.

Kocok gula merah dan mentega dalam mangkuk besar dengan mixer listrik hingga ringan dan mengembang, sekitar 5 menit. Tambahkan telur satu per satu, aduk rata setelah setiap penambahan. Campurkan campuran tepung dan buttermilk dalam 3 tahap hingga benar-benar tercampur. Biarkan mixer berjalan pada kecepatan rendah selama 5 menit, lalu bagi adonan secara merata antara loyang kue yang sudah disiapkan.

Panggang dalam oven yang telah dipanaskan hingga tusuk gigi yang dimasukkan ke tengah kue keluar bersih, 30 hingga 35 menit. Dinginkan kue dalam loyang selama 15 menit, lalu balikkan ke rak pendingin untuk didinginkan sepenuhnya, setidaknya 30 menit. Tutup kue dengan bungkus plastik dan dinginkan dalam lemari es selama 1 jam hingga semalaman.

Sementara itu, buat frosting: Campurkan gula, susu, tepung, dan garam dalam panci sedang. Masak di atas api sedang, kocok terus menerus hingga campuran mengental dan mulai mendidih, sekitar 10 menit. Tuangkan ke dalam mangkuk sedang dan dinginkan dalam lemari es selama sekitar 45 menit, aduk sesekali.

Kocok mentega dalam mangkuk besar dengan mixer listrik hingga halus, sekitar 5 menit. Tambahkan campuran susu-tepung yang telah didinginkan, 1/4 cangkir setiap kali, kocok dengan baik setelah setiap penambahan dan keruk sisi-sisi mangkuk. Campurkan vanilla.

Ratakan lapisan kue menggunakan pisau bergigi. Oleskan sekitar 2/3 cangkir frosting pada lapisan kue; ulangi dengan lapisan kedua dan ketiga, tumpuk lapisan saat Anda memfrosting. Tutupi bagian luar kue dengan lapisan tipis frosting untuk menangkap remah-remah, lalu letakkan di lemari es untuk didinginkan selama sekitar 20 menit.