След разделянето на държавната политехника и обособяването на “Химически и металургичен институт” през 1953 г., направлението по “Технология на органичния синтез” е в катедра “Обща химична технология” към Инженерно-химичния факултет на Института. От 1954 г. направлението се администрира от катедра “Технология на органичния синтез и високомолекулните съединения”. През 1962 г. последната се разделя на “Технология на органичния синтез” и “Технология на пластмасите”. До 1974 г. “Технология на органичния синтез” включва и направлението “Технология на каучука”, впоследствие обособена като самостоятелна едноименна катедра.
Катедра “Технология на органичния синтез” съществува самостоятелно от 1974 до 1984 г., когато е обединена с катедра “Технология на горивата”. Обединената катедра „Технология на органичния синтез и горивата” функционира до 1993 г., когато двете катедри отново са разделени. Те се обединяват отново през 2000 г. под името „Органичен синтез и горива”. През 2021 г. направление „Горива“ става част от катедра „Текстил, кожи и горива“, а направлението по органичен синтез формира настоящата катедра „Органичен синтез“.
Първите преподаватели в направление „Органичен синтез“ са акад. Любомир Желязков и проф. Александър Драганов. В периода от 1962-1969 г. са назначени като преподаватели, възпитаниците на катедрата, проф. Лиляна Натова, проф. дхн Теменужка Константинова и проф. дхн Атанас Бижев, а в периода от 1976-1987 г. – гл. ас. д-р Снежа Ханджиева, чл. кор. проф. дхн Владимир Божинов и доц. д-р инж. Анелия Маврова. През 2000 г. в катедрата постъпва на работа доц. д-р инж. Поля Миладинова, през 2007 г. доц. д-р инж. Станислава Владимирова, през 2010 г. доц. д-р инж. Николай Георгиев, а през 2013 г. доц. д-р инж. Камелия Аничина-Заркова – всички завършили специалност „Технология на органичния синтез“, преобразувана впоследствие в специалност „Фин органичен синтез“. През 2022 г. към преподавателския състав на катедрата се присъединява и ас. д-р инж. Петранка Найденова-Маринова.
През годините в направление „Органичен синтез“ като техници, химици и лаборанти са работили Милко Еленков, Александър Александров, инж. Пенка Бижева, Бонка Ангелова, Христина Александрова и Галя Стефанова.
Досега в областта на финия органичен синтез са обучени над 1200 студенти, от които над 70 чуждестранни, защитени са над 50 дисертации за придобиване на образователната и научна степен “Доктор” и 3 дисертации за придобиване на научната степен “Доктор на химическите науки”.
В катедра „Органичен синтез” се провеждат научни изследвания и обучение по следните водещи научни направления:
Синтез и изследване на цветни и флуоресцентни органични продукти: багрила, пигменти, оптически избелители, както и повърхностноактивни и ароматични вещества. Синтезирани и изследвани са редица съединения с приложение в текстилната, хартиената, хранително-вкусовата, полимерната и парфюмерийно-козметична промишленост.
Дизайн и синтез на светлочувствителни съединения: мономерни, полимерни и дендритни флуоресцентни съединения с висока фотостабилност, притежаващи сензорни, енергийно-каскадни, антенни и фокусиращи свойства, способни да изпълняват редица логически функции на молекулярно равнище (молекулни компютри). Създадени са нови системи с висок сензорен потенциал, висока степен на енергиен трансфер и молекули, способни да работят като молекулярен рН-метър, дигитален компаратор и халф-адер.
Дизайн и синтез на нови биологично активни вещества: тиенопиримидинови, тиофенови, бензимидазолови и пиролови производни, притежаващи аналгетични, симпатомиметични, антипаразитни, антипиретични, антивирусни и противовъзпалителни свойства. Създадени и изследвани са серии от триазоли, тиадиазоли и бензимидазоли, демонстриращи цитотоксична активност спрямо човешки ракови клетъчни линии.
Парфюмерия и козметика: синтез и изследване на антиоксиданти, UV-абсорбери, повърхностноактивни и ароматични вещества с потенциално приложение в козметиката; разработване на иновативни козметични формулировки и др.
Преподаватели, студенти и докторанти от катедрата са участвали в 22 международни, 34 национални и повече от 80 проекти по НИС (включително вътрешни университетски проекти).
В областта на Органичния синтез се поддържат връзки с Университет Клод Бернар (Лион, Франция), Институт по полимери (Мадрид, Испания), Университет в Патра (Гърция), Словашка Академия на науките (Братислава, Словакия), Политехнически университет (Лозана, Швейцария), Университета в Лиеж (Белгия), Университета в Джеда (Саудитска араби), Кралски университет (Белфаст, Ирландия), Медицински факултет на Университета в Ниш (Република Сърбия), Институтът по инженерна химия и високотемпературни процеси към Гръцката фондация за изследвания и технологии (Патра, Гърция), Изследователски сектор и Фондация за образование в областта на науката и технологиите (Tокио, Япония), Университетите в градовете Асуит и Загазиг (Египет). С партньори от тези институции се развиват плодотворни изследователски сътрудничества, в т.ч. с активното участие на студенти и докторанти.
Поддържат се връзки и с водещите български фирми („Софарма”, „Тева“, „Адифарм”, „Арома” и др.), включително и чрез съвместна учебна (стажове и практики) и научна (дипломни работи, дисертации и публикации) работа.