Исправлявший в то время должность попечителя Казанского учебного округа помощник попечителя Лобачевский, лично знавший Бутлерова, весьма сочувственно отнесся к представлению факультета и совета университета о Бутлерове. В предложении Лобачевского от 7 июня 1850 года говорилось:
«Зная и сам г. Бутлерова с того времени, как он обучался в числе студентов нашего университета, я нахожу совершенно справедливым желание физико-математического факультета и ходатайство совета присоединить г. Бутлерова к университету в надежде видеть в нем полезного преподавателя и достойного ученого. Мне остается пожелать, с моей стороны, чтобы г. Бутлерову доставлен был случай усовершенствовать себя за границею в знакомстве со знаменитыми учеными по части химии, если на то будет его согласие, а совет университета найдет к тому средства… Из представления совета я не вижу определенного назначения, чтобы желание совета могло быть исполнено с основательностью. С моей стороны, я не нахожу препятствия к тому, чтобы кандидат Бутлеров, по выдержании магистерского экзамена, получил вместе с тем право поступить в число адъюнктов университета, которого звания, без всякого сомнения, совет своим избранием удостоит молодого человека, в котором он признает столько похвальных качеств».
Предложение Лобачевского было получено в начале каникул. Оно осталось без движения, так как Клаус находился в отпуску. Ректор университета пока что просил у Лобачевского разрешения поручить Бутлерову преподавание физики и физической географии с климатологией студентам медицинского факультета. Преподавателя этих наук на факультете в это время не было.
Это ходатайство ректора Лобачевский удовлетворил, а в том же 1850 году физико-математическому факультету было разрешено поручить Бутлерову преподавание неорганической химии студентам первого курса естественного и математического разряда.
Этот момент в биографии Бутлерова имеет особенное значение — им определилась судьба Александра Михайловича как ученого не только формально, но и по существу.
Приняв назначение на должность преподавателя химии, Бутлеров покончил с вопросом о том, кем ему быть. А как только жизненное дело было выбрано, он со свойственной ему настойчивостью и серьезностью начал работу в избранной области.
Прежде всего молодой преподаватель принялся за глубокое, основательное изучение истории той науки, которой он намеревался посвятить свою жизнь и деятельность.
Основательное знакомство с историей органической химии во многих отношениях имело огромное для Бутлерова значение. Оно убедило его в законности и неизбежности непрестанного теоретического развития химии, подготовило к выработке самостоятельных теоретических воззрений, помогло ему наметить свою собственную программу жизни и работы.
Ближайшим следствием знакомства с историей избранной науки был выбор научной темы для магистерской диссертации, в которой Бутлеров поставил своей задачей привести в порядок собранные им факты и на основании критического их рассмотрения сделать собственные выводы.
На восьми заседаниях физико-математического факультета в сентябре 1850 года Бутлеров держал экзамен для получения степени магистра химии. Сдавая экзамен по неорганической, органической и аналитической химии, минералогии, геогнозии и физике, он показал во всех этих науках не только теоретические и практические познания, но и знакомство с историей и литературой этих наук.
Экзамен прошел успешно, и к началу 1851 года Бутлеров представил диссертацию «Об окислении органических соединений». В отзыве об этой работе Бутлерова Клаус высказался следующим образом:
«Тема, выбранная с одобрения факультета нашим молодым ученым, представляет общий литературно-химический довольно трудный предмет, до сих пор еще никем не обработанный. Он собрал все частности, разбросанные в различных сочинениях, и подвел их под общий логический взгляд. Работа такого рода гораздо труднее всякого частного исследования и представляет диссертацию в настоящем ее смысле. Здесь нужно не специальное только познание некоторых частей химии, но близкое знакомство с нашей наукой во всем ее объеме и умение владеть фактами, Г-н Бутлеров показал в своем сочинении не только обширные литературно-химические познания, но сумел самостоятельно воспользоваться отдельными фактами, расположив их в логическом порядке и показав при этом критический взгляд».