取代学说是近代有机化学发展过程中一个很重要的理论，他的建立使基因宣告破产，近代有机化学在此基础上又向前迈进了一大步。化学史上通常都认为杜马是取代学说的创始人。其实早在1815年，盖·吕萨克在研究氰化物时，就已谈到氯取代氢氰酸（HCN）中的氢而变成了氯化氰（CNCI），预示了取代学说的创立。
在盖·吕萨克之后，又有许多化学家注意到这种取代反应的存在，如1821年，法拉第指出荷兰油（C2H4CL2）在氯的连续作用下变成了六氯化二碳（C2CL6），其中氢为氯所取代。又如，1832年，维勒和李比希在实验中发现氯与笨甲醛反应变成了笨甲酰氯，他们说是是氯取代了氢的缘故。
诸多取代反应的案例的出现，都在一定程度上暗示出基团理论的漏洞。取代反应的事实与基团理论中认为基很稳定，在化学反应中保持不变的观点显然是背道而驰的。那么用怎样理论才能使取代反应得到一个合理的解释呢？当时，很多科学家都在努力探索关于这个问题的圆满答案，杜马便是其中之一。
杜马生于1800年，从童年时代起就在药房中工作。当学徒时，他就对化学产生了极大的兴趣，还到大学中旁听并进行研究工作。18岁那年，杜马在不知道贝采里乌斯研究成果的情况下得出水合物结晶水的含量遵守定比定律的结论。不久之后，他又提出了碘酒的配方。这两项成果使他顿然成名。
杜马研究取代反应是从1833年的一次宫廷舞会之后开始的，在这次巴黎杜伊勒利宫的盛大舞会上，由于蜡烛燃烧冒出一种呛人的烟，大多数宾客都掩鼻而散。当时的法皇责托，对舞会所用的蜡烛进行了研究，很快便查明了事情的真相。原来，这些蜡烛都是一种经过氯气漂白后出售的专利产品，在漂白过程中，氯取代了脂肪和氢。这种蜡烛在燃烧时会产生呛人的鼻息的氯化氢气体。
1834年，杜马更加系统地对卤代反应进行了定量研究。在实验中，他发现氯与松节油相互作用时，松节油中的氢被同体积的氯所取代。他指出，这一现象与盖·吕萨克在处理蜡时遇到的现象是一回事。杜马将这一实验现象和盖·吕萨克、维勒、法拉第、李比希等人所观察到的其他事实进行了综合的分析研究。他认为，这些事实说明氯具有一种从某种物质中排除氢并将氢原子逐个取代的能力，这是一种自然定律或可称其为理论。杜马将这一过程命名为取代作用。他进而在自己和前人研究工作的基础上提出了取代学说，其核心观点为：含氢的有机化合物受卤素或氧作用后，每失去一个氢原子，必得到一原子卤素或氧（杜马所用氧原子量为8，如用今天为16，则应得到半原子氧）。
杜马提出取代学说之后，最先赞同和积极倡导这一学说的则是他的学生罗朗。罗朗的眼光似乎比他的老师更加敏锐，他意识到了取代学说对于有机化学的发展的作用要比杜马本人所认为的大得多。罗朗曾经也研究取代反应，他注意到除取代产物之一为卤化氢外，被取代的物质的性质与取代后产物的性质并无太大的差别。他认为，当氯取代氢时，氯在化合物中的作用和被取代的氯在原化合物中的作用是一样的。可见，罗朗的研究较他的老师更为细致，是对杜马取代学说的有益补充和大胆修正。
在取代学说建立初期，曾受到了以贝采里乌期为代表的电化二元论的坚持者的强烈攻击。贝采里乌斯认为，取代学说就是带负电的氯取代了带正电的氢，根本性质没有任何变化，这是电化二元论所不相容的，所以他们取代学说进行冷潮热讽。
同时，罗朗本人也受到李比希、维勒、甚至杜马的攻击。杜马在这时宣称罗朗把他的理论加以夸大地推广而出现了错误，甚至声称罗朗抄袭了他的理论。因此，在杜马和罗朗是由生之间也长期存在着争执和矛盾，这也是罗朗生前一直为当时有影响的人物们所努力排斥的原因之一。
后来，罗朗在取代学说基础上发表了他的核理论，事实证明了罗朗的正确和杜马的偏执。
