Während Sinin noch im Ausland war, wurde der Bau des neuen Laborgebäudes abgeschlossen. Zum Leiter des Labors wurde sein Assistent, der Chemiker Karl Karlowitsch Klaus, ernannt. Auf seine Initiative hin waren hier zum ersten Mal festangestellten Laboranten tätig, deren Arbeit durch die von K.Klaus verfassten Anweisungen geregelt war. Er hat das Labor ausgestattet und erfolgreich Lehre und Forschung vereint.
Zusammen mit Nikolai Sinin gilt Karl Klaus als Begründer der Kasaner Schule der Chemie. Im Gegensatz zu Sinin, der auf dem Gebiet der organischen Chemie forschte, war Klaus Experte für anorganische Chemie. Er hat sein wesentlichen Beitrag in der Wissenschaft geleistet. Als 1844 hat er die Reste der Platinerze von Lagerstatten im Ural erforscht, entdeckte er ein neues Element - Ruthenium. Dies ist das einzige naturlichen Elemente, das in Russland entdeckt und zu Ehren von Russland genannt wurde (nach dem lateinischen Namen von Russland - Ruthenia). In der Museumsammlung befinden sich Proben von Ruthenium und anderen von K.Klaus entdeckte Elemente der Platingruppe.
Ein ebenso wichtiger Verdienst von Sinin und Klaus für die russische Wissenschaft bestand darin, dass sie mit ihrem Beispiel, ihrer Liebe zur Chemie und ihrem Enthusiasmus viele talentierte junge Menschen inspiriert haben. Es war dem begabtesten unter den jungenden Wissenschaften – Alexander Michailowitsch Butlerow beschieden, einen besonderen Platz in der Geschichte der Kasaner Schule der Chemie einzunehmen und ihr sein Name zu geben.
20 Jahre lang, von 1849 bis 1869, war Butlerow an der Kasaner Universität tätig, bereits im Alter von 29 Jahren wurde er Professor. Hier in Kasan entstanden auch alle seine Hauptwerke u.a. die Theorie der chemischen Struktur organischer Verbindungen (1861), sich durch die chemische Eigenschaft von Substanzen mit der Struktur der Moleküle erklären lasse.
Die Bedeutung dieser Theorie ist sehr groß – sie erlaubte die Struktur chemischer Elemente zu erkennen und gab ihnen damit eine Möglichkeit verschiedene organische Moleküle zuerst auf der Papier und dann im Labor zu konstruieren. Um die Richtigkeit und die Bedeutung seiner Theorie zu beweisen, führte Butlerow eine Reihe zielgerichteter Synthesen durch, mit Hilfe diese Experimenten erhielt er die erste Substanze wie Dreimethylkarbinol, Isobuteen. Erstmals gelass es, im Labor eine zukerhaltigen Substanz – „Methylethan“. Viele von Butlerow erhalten Substanzen sind auch im Museum.
Im Zeitraum von 1861 bis 1863 wurde Butlerow zweimal zum Rektor ernannt ein drittes Mal wurde er vom Universitätsrat gewählt, trat aber von Ende seiner Amtszeit zurück.
