Fratello del fisiologo Moritz, dopo aver studiato chimica a Gottinga, uscì dalla Germania a causa delle sue simpatie liberali. Nel 1863, grazie all'interessamento di Carlo Matteucci, fu chiamato ad insegnare chimica presso il Museo di Fisica e Storia Naturale di Firenze, dove rimase fino al 1876, quando venne chiamato alla cattedra di chimica generale dell'Università di Torino. Nel 1879 tornò a Firenze, occupando la cattedra di chimica dell'Istituto di Studi Superiori. Contribuì a fondare una delle più importanti scuole di chimica in Italia. Fu tra i fondatori della "Gazzetta Chimica Italiana".
Fra le sue scoperte, quella dei prodotti di condensazione delle aldeidi e delle ammine con l'anilina, successivamente noti come basi di Schiff.