Затем научные интересы А.А. Потехина сконцентрировались в области химии функционально замещенных гидразинов, гидразидов и гидразонов, изучения закономерностей обратимых и необратимых циклизаций, синтеза, стереохимии и реакционной способности насыщенных полиазотистых гетероциклов. В связи с проблемой синтеза функционально замещенных гидразинов подробно изучались синтетический потенциал и регионаправленность раскрытия трехчленных гетероциклов (тииранов и азиридинов) азотистыми нуклеофилами. В последние годы под руководством А.А. Потехина велись работы по изучению синтеза и реакционной способности ароматических гетероциклов.

        В 1989 г. А.А. Потехин защитил докторскую диссертацию “Химия функционально замещенных гидразинов и гидразонов” и в том же году возглавил Кафедру органической химии.

        А.А. Потехин является автором более чем 150 научных работ, в том числе монографии “Химия органических производных гидразина” (в соавторстве с Б.В. Иоффе  и М.А. Кузнецовым). Под редакцией А.А. Потехина вышел популярный среди химиков-органиков справочник “Свойства органических соединений”. Много сил и времени А.А.Потехин уделял переводам книг по химии на русский язык. Он является переводчиком или редактором перевода многочисленных изданий, в том числе широко известной книги А. Хайоша “Комплексные гидриды в органической химии”.

        А.А. Потехин внес значительный вклад в становление и развитие международного журнала “Химия гетероциклических соединений”, в редколлегии которого он работает с первого номера журнала.

        За 40 лет педагогической деятельности А.А. Потехин внес большой вклад в подготовку специалистов высокой квалификации. А.А. Потехин имеет почетное звание “Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации”.