当時の日本では、薬学はあくまで医学の一分野であるという認識だった。しかし明治薬学専門学校（現明治薬科大学）校長の恩田重信が医薬分業を主張し、ドイツ帰りの長井もこれに同調し、一部の反発を買うほど苦言と提言を強く主張した。1923年（大正12年）の関東大震災では明治薬専が焼失してしまうが、長井は恩田を「財産や名誉の損失は取り返しがつくが、勇気を失ったら万事休す」というドイツのことわざで励ました。テレーゼの自発的な行動が元で、長井夫妻は明治薬専再建のための資金調達に飛び回ったが、これは当時としては画期的なことであった。富山薬学専門学校（現 富山大学薬学部）の官立化に尽力した。これは副次的に熊本薬学専門学校（現 熊本大学薬学部）の官立化にもつながった。長井の故郷である徳島にも、長井の進言で1922年（大正11年）、徳島高等工業学校応用化学科に製薬化学部が創設された。これは現在の徳島大学薬学部・大学院薬科学教育部で、ここには「長井記念ホール」がある 。1929年（昭和4年）、感冒に起因する急性肺炎で逝去。墓は富士霊園にある。
長井はテレーゼとともに、女子教育にも力を入れた。ドイツ留学時代にベルリン大学などで、女子学生や助手などを目の当たりにした実感が、「日本においても女子教育が必須である」という信念に結びついたものである。日本女子大学校創立の6年後、藤田伝三郎の出資により「香雪化学館」が創設されたが、長井はここに、当時最新のドイツ式実験設備を備えた。ここから丹下ウメ（日本初の女性農学博士）、鈴木ひでる（日本初の女性薬学博士）らが第1号生として輩出。丹下は東北帝国大学（現・東北大学）に合格、女性で日本初の帝国大学入学者となった。東北大学にはその旨の碑文が建てられた。教え子には黒田チカ（日本初の女性化学者、お茶の水女子大学教授）らも居る。同じ頃に、雙葉会と雙葉学園の創立にも尽力。雙葉会のシンボルであるフタバアオイは、植物に精通している長井の提案が生きている。
1866年（慶応2年）11月、徳島藩主斉裕は、22歳の長井に長崎留学を命じた。鎖国のなか、外国の知識を本格的に学ぶには、長崎に留学するほかなかった。また、海外に留学するにも、まずは長崎に留学するという風潮となっていた。精得館に入学し、西洋医学をマンスフェルト（C.G. van Mansvelt）から、化学をボードウィン（Anthonius Franciscus Bauduin）から学んだ。医学を漢方で学んできた長井だが、下宿先が（後に日本写真界の開祖となる）上野彦馬宅であったことも大きく影響し、化学に惹かれるようになった。本来はハラタマ（Koenraad Wolter Gratama）のもとで学ぶ予定だったが、ちょうどハラタマが江戸に移っていたため、上野宅で化学実験を勉強することとなったのだが、このことは後にドイツで非常に役に立つこととなる。写真は当時最先端の技術であり、上野宅には名士が集まっていた。ここで長井は坂本龍馬、大久保利通、伊藤博文の熱弁に触れている。
機体はコロンビアの国営航空会社であるアビアンカ航空が運航するボーイング727-21であった。410便はククタ-カミーロ・ダサ国際空港 (CUC) 発カルタヘナ・デ・インディアス-ラファエル・ヌニェス国際空港 (CTG) 行きの定期国内旅客便であった。機体はククタの滑走路33を離陸した直後にエル・エスパルティージョ山 (el cerro Espartillo) に墜落した。機体の登録記号はHK-1716であった。事故機は以前パンナムの#N321PA（愛称:クリッパー・ケルンボン (Clipper Koln-Bonn) ）として飛行しており、1974年9月20日にアビアンカ航空へ売却された。この機体は1966年製であり、飛行時間は43,848時間であった。1995年12月20日にアメリカン航空965便がバジェ・デル・カウカ県ブガ付近の山に墜落し150人が死亡するまで、410便の墜落はコロンビアで死亡者数が最多の航空事故であった。事故原因はパイロット・エラーであると断定された。410便はカルタヘナへ向けてククタの滑走路33を13時13分から13時17分の間に離陸した。地上の目撃者があまりにも低空を飛行していたボーイング727を目撃したと知らせるまで410便からこれ以上詳しい情報はなかった。事故機は13時18分01秒に木々に接触したあと、エル・エスパルティージョ山の頂上に衝突した。燃料が爆発し、727は半分に破壊され崩壊した。残骸は半径60m以内に散乱していた。乗員7人、乗客136人に生存者はいなかった。救助作業と委員会が事故現場へ急いだが、夕暮れによる視界不良のため到着できなかった。地域住民は明かりを提供し、救助隊が410便の機体の残り部分がある山頂に到達する手助けをした。翌日、遺体は親族による身元確認のため410便の出発地ククタへ運ばれた。公式の事故原因は6,343フィートでのCFITであるとされた。調査では考えられる事故原因がいくつか挙げられ、その中にはコックピットにクルーでないパイロット (non-crew pilot) がおり、その人物がパイロットの注意をそらしたり航空機の操縦に干渉したりしたことや、機長と副操縦士のチームワーク (クルー・リソース・マネジメント) が欠如していたことも含まれていた。