Später nach Vicksburg beordert, nahm er 1863 an der vom 18. Mai bis 4. Juli dauernden Schlacht um Vicksburg teil und wurde von Unionstruppen gefangen genommen. Nach seiner Freilassung ging er nach Osten, um eine Brigade unter GeneralmajorGeorge Edward Pickett zu übernehmen. Wegen Eigenmächtigkeit wurde er abgelöst und zur Verteidigung Richmonds, Virginia eingesetzt. Sein neuer Kommandeur bezichtigte ihn ebenfalls der Eigenmächtigkeit und löste ihn vom Kommando ab. Erst als nach mehreren Monaten befreundete Offiziere eine Petition einreichten und Bartons Mut und Zuverlässigkeit bestätigten, erhielt er wieder ein Kommando über eine Brigade und wurde erneut in der Verteidigung Richmonds eingesetzt. Während des Appomattox-Feldzuges sollte er die Nord-Virginia-Armee nach den Gefechten am Sailor’s Creek verstärken. Während dieser Aktion wurde er gefangen genommen und im Fort Warren inhaftiert.
3 Monate nach dem Krieg wurde er nach dem Schwur auf die Union in Freiheit entlassen und ging nach Fredericksburg, wo er bis zu seinem Tod lebte. Er wurde einer der angesehensten Chemiker seiner Zeit und starb auf einer Reise in Washington, D.C.
Er liegt gemeinsam mit fünf anderen Offizieren auf dem Fredericksburg Confederate Cemetery in Fredericksburg begraben. Hier liegen mehr als 3.300 Soldaten der Konföderierten Staaten begraben, davon sind 2.184 als Unbekannt bestattet.
