Pouco depois de chegar ao país, Otto Gottlieb ingressou no curso de química industrial da Universidade do Brasil (atual Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ). Seu pai tinha uma fábrica de transformação química de óleos essenciais para perfumaria, onde logo começaria a trabalhar. Otto executava reações químicas com óleo essencial de pau-rosa, mas como filho do dono da empresa, cuidava também da administração, alimentava caldeiras, comprava e vendia material. Essas atividades não o estimulavam, e ele se sentia muito isolado.

Gottlieb durante a X Reunião Anual sobre Evolução Sistemática e Ecologia Micromolecular, que ele instituiu

O jovem começou então a se aproximar da Associação Brasileira de Química (ABQ), onde conheceu Pérola Zaltzman, assistente do químico Walter Mors. Por ela, soube que poderia obter uma bolsa para o Instituto de Química Agrícola (IQA). "Por coincidência, a primeira pesquisa que fiz no instituto foi sobre pau-rosa", lembra Gottlieb. Um dendrólogo (analista da composição de florestas) achava que não se extraía direito o óleo essencial da árvore, pois seus resíduos queimavam muito bem. "Descobri que a extração era quase completa", conta. "O motivo da queima eram outros materiais combustíveis." Começava ali a carreira científica de Gottlieb, que a partir de então, passaria a estudar substâncias naturais do Brasil, sobretudo da Amazônia.

Gottlieb revolucionou a pesquisa brasileira na área. Ao contrário de outros pesquisadores, que selecionavam aleatoriamente as plantas que estudariam, ele se dedicou a uma família de cada vez. Sua prioridade foram as lauráceas e leguminosas, duas famílias abundantes no Brasil. Ele analisava quimicamente cada planta e fazia a determinação estrutural dos produtos naturais.

Para facilitar seu trabalho e o dos colegas, Gottlieb chegou a criar um sistema diferenciado de nomenclatura para a química orgânica. "Nomenclatura é muito complicado", justifica. "Se você não sabe o nome da substância, não há como trabalhar." Sua proposta se baseava nas formas geométricas definidas das substâncias químicas. "Publiquei o trabalho, mas não sei se ele é usado em algum lugar do mundo."

Apesar de sua paixão por produtos naturais, ele não defende seu uso indiscriminado. "Como outros, esses produtos têm contra-indicações", explica. "Sua composição química depende de uma série de fatores que podem tornar sua utilização perigosa."

Suas técnicas e conhecimentos foram reunidos em uma nova disciplina - Evolução, sistemática e ecologia micromolecular - reconhecida pelo CNPq. Gottlieb é também membro desde 1977 do corpo editorial da revista Phytochemistry, que para comemorar os 80 anos do químico, preparou um número especial em sua homenagem. No entanto, a quantidade de material recebido foi tamanha que a revista se viu obrigada a fazer duas edições.