Juntament amb Butlerov proposà una fórmula del naftalè, d’acord amb la teoria de F.A. Kekulé, i estudià qüestions d’estructura i de valència en els composts orgànics. Descobrí l’àcid isobutíric, la isomeria de l’àcid cinàmic, la transposició pinacolínica i la síntesi de la tirosina. Ideà el tipus de matràs que duu el seu nom, molt emprat actualment.