リービッヒやデュマなどの有力者の影響を受け、1856年にはヴルツは当時シャルル・ゲルハルトやアレクサンダー・ウィリアムソンが主導していた化学理論の改革を強力に支持するようになった。 この1850年代の新しい化学は、化学原子の概念を真剣にとらえ、現代に近い原子量を元素に採用し、ヨンス・ヤコブ・ベルゼリウスの研究から生まれた二元論に対抗して、一元的な図式を提案した。 その後まもなく、ウルツはアウグスト・ケクレら若い化学者たちの研究から発展しつつあった新しい構造理論も採用した。 しかし、19世紀後半のフランスでは、一種の懐疑的な実証主義が影響力を持ち、原子論や構造主義を母国で有利に扱おうとするヴュルツの努力は、ほとんど挫折してしまった。

ウルツの最初の発表論文は次亜リン酸に関するものであり（1841）、リンの酸に関する研究の継続（1845）により、硫酸リン酸やオキシ塩化リン、また水素化銅の発見がなされた。 しかし、彼の独創的な研究は、主に有機化学の分野であった。 シアンエーテル類の研究（1848年）により、有機化学の新分野を拓く物質群が得られた。これらのエーテル類を苛性カリで処理すると、アンモニアの最も単純な有機誘導体であるメチルアミンが得られ（1849年）、その後（1851年）化合物ウレアも得られるようになったのだ。 1855年、グリセリンから得られたさまざまな物質を検討した結果、グリセリンは、一般のアルコールが1分子のように、3分子の水の型に形成されるアルコール性の物質であるという結論に達し、グリコールまたは2原子アルコールの発見につながった(1856年)。 この発見は、酸化エチレンとポリエチレン・アルコールの研究において、非常に徹底的なものであった。 グリコールの酸化は、乳酸の同族体へと導いた。乳酸の構造に関するアドルフ・ヴィルヘルム・ヘルマン・コルベとの論争は、多くの新事実を発見し、オキシ酸とアミド酸の関係をよりよく理解する結果となった。 1855年、彼は現在ウルツ反応として知られているものを発表した。

1867年、ウルツはグリコール-クロルヒドリンにトリメチルアミンを作用させてニューロンを合成した。 1872年、彼はアルドール反応を発見し、生成物がアルコールとアルデヒドの両方の性質を示すと特徴付けた。 同年、Alexander Borodinがこの反応を独自に発見した。 この生成物は、その二重性を指摘してアルドールと名付けられた。 9490>

このように彼が準備した新しい物質のリストに加え、異常な蒸気密度に関する彼の研究にも言及することができる。 オレフィンの研究中に、彼は塩酸アミレン、臭化水素酸、&cの蒸気の密度が温度の上昇とともに変化することに気づき、ほぼ通常の密度の気体から半分の密度の気体に徐々に変化することに、サルアンモニアや五塩化リンが示すような異常蒸気密度は解離によって説明できるという見解を支持する強力な論拠を見出したのである。 1865年以降、彼はいくつかの論文でこの問題を扱い、特にEtienne Henri Sainte-Claire DevilleとMarcellin Berthelotに対抗して、水和クロラールの蒸気の解離を主張した。

21年間（1852-1872）、ウルツはAnnales de chimie et de physiqueにフランス国外での化学実験の要旨を発表している。 1869年に出版が開始され、1878年に完成した『Dictionnaire de chimie pure et appliquée』は、他の多くのフランス人化学者の協力を得て、1880年から1886年にかけて2冊の補巻が発行され、1892年には第2補巻の出版が開始されている。 著書に、Chimie medicale (1864), Leçons élémentaires de chimie moderne (1867), Théorie des atomes dans la conception générale du monde (1874), La Théorie atomique (1878), Progrés de l’industrie des matières colorantes artificielles (1876) and Traité de chimie biologique (1880-1885) がある。 1869年に出版された『辞書』の序論である『化学史』は、「La chimie est une science française（化学はフランスの科学）」というフレーズで始まっている。 この文章はドイツで抗議の嵐を巻き起こしたが、見た目ほど国粋主義的ではなく、偉大なアントワーヌ・ローラン・ラヴォアジエの下で化学が誕生したことに言及しただけで、科学がフランス国民の独占物であると主張したわけではないようである

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