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拜耳是普鲁士将军的儿子，母亲是犹太人。父亲对科学很感兴趣。他在海德堡向本生和凯库勒学习化学，1858年获得哲学博士学位。1863年他发现了用以制造安眠药的一种化合物巴比土酸。约30年之后，巴比土酸的化合物由费希尔进行了更详细的研究。1864年当霍夫曼回到德国时，拜耳在染料的研究上同他进行了竞争。他的学生格雷贝合成了茜素，他合成了靛蓝。1875年他应聘到慕尼黑大学去接替已去世的利比希。