На основании изложенного в диссертации экспериментального материала А. Е. Арбузов решительно склоняется в пользу так называемой теории промежуточных реакций и выступает против распространенных тогда, идеалистических по своему характеру, энергетических воззрений В. Оствальда.
Результаты этой работы явились крупным вкладом в учение о катализе и не потеряли своего значения и в настоящее время.
В 1915 году А. Е. Арбузов представляет докторскую диссертацию в Совет Казанского университета и с успехом ее защищает. В этом же году его утверждают ординарным профессором Казанского университета.
Ив работ, напечатанных в 1914 году, следует остановиться на одной, выполненной совместно с ассистентом А. А. Дуниным,— „О действии галоидзамещенных эфиров жирных кислот на эфиры фосфористой кислоты“.
В результате описанных в этой работе опытов были впервые синтезированы эфиры фосфонуксусной, β-фосфонпропионовой и α-фосфонмасляной кислот.
Эфиры фосфонкарбоновых кислот и сами фосфонкарбоновые кислоты более подробно были изучены А. Е. Арбузовым совместно с его учениками (Г. X. Камаем, А. И. Разумовым и др.) в советский период деятельности.
Фосфонуксусные и аналогично построенные эфиры, подобно ацетоуксусному эфиру, содержат в молекуле водород, способный замещаться на металл, например, натрий, калий, и потому можно было предположить, что эти металлы, подобно тому как это имеет место в ацетоуксусном эфире, могут обмениваться при действии галоидных алкилов на органические радикалы. Действительно, такое предположение оправдалось, и А. Е. Арбузову С сотрудниками (А. А. Дунин, А. И. Разумов и Г. X. Камай) удалось осуществить ряд синтезов, аналогичных синтезам с ацетоуксусным и малоновым эфиром, с образованием соответствующих замещенных фосфонуксусных эфиров. Эта неожиданная, на первый взгляд, аналогия в проявлении свойств столь, казалось, далеких друг от друга соединений, несомненно, представляет большой теоретический интерес.
В краткой статье нет возможности детально рассказать даже о наиболее интересных работах А. Е. Арбузова; общее число их более 200, из них более 170 выполнено в советский период деятельности.
Исключительный интерес имеют исследования А. Е. Арбузова в области изучения строения так называемого хлорангидрида Бойда.
Эти исследования, имеющие логическую связь со всеми предыдущими работами А. Е. Арбузова, не только привели к правильному решению вопроса о строении хлорангидрида Бойда, но и ознаменовались открытием ряда новых, до сих пор неизвестных классов фосфорорганических соединений.
Что касается строения хлорангидрида Бойда, то в обширном экспериментальном исследовании, произведенном А. Е. Арбузовым совместно с Б. А. Арбузовым, было показано, что выводы английского химика неверны и находятся в противоречии с экспериментальными данными.
На основании своих опытов А. Е. и Б. А. Арбузовы пришли к выводу, что хлорангидрид Бойда и все другие аналогичные соединения являются производными не трехвалентного, а пятивалентного фосфора. Позднее этот вывод был окончательно подтвержден Хаттом, учеником Бойда.
Аналоги хлорангидрида Бойда с различными триарилметальными радикалами были получены и изучены А. Е. Арбузовым совместно с К. В. Никоноровым.
При изучении строения хлорангидрида Бойда А. Е. Арбузовым и Б. А. Арбузовым был открыт новый крайне интересный метод получения свободных радикалов триарилметилового ряда. Трифенилбромметан при действии в эфирном или бензольном растворе на диэтилфосфористый натрий, вместо ожидаемого этилового эфира трифенилметилфосфиновой кислоты, дает исключительно свободные радикалы и, вероятно, также эфир субфосфорной кислоты по схеме:
2(C6H5)3CBr + NaРО(ОС2Н5)2 → NaBr + 2(C6H5)3C + [(C2H5O)2PO]2
Область свободных радикалов, впервые открытая Гомбергом, является одним из позднейших и ценных завоеваний химической науки. Вышеуказанный метод Арбузова позволяет с большой легкостью получать и демонстрировать на лекциях свойства этих интересных и мало доступных органических соединений.
При изучении вновь открытой реакции получения свободных радикалов оставалась неизвестной судьба фосфор-органической части. Можно было сделать предположение, что фосфорная часть после реакции остается в виде эфира субфосфорной кислоты, однако прямых доказательств такого предположения не было.
В поисках подтверждения правильности своих выводов А. Е. Арбузов попытался получить эфир субфосфорной кислоты, действуя на диэтилфосфористый натрий не бромистым трифенилметилом, а свободным бромом. При этом неожиданно, наряду с ожидаемым эфиром субфосфорной кислоты, были получены и после больших трудностей при фракционированной разгонке выделены в чистом виде также эфиры пирофосфорной кислоты и первый представитель до сих пор неизвестного класса фосфорорганических соединений—эфир пирофосфористой кислоты.