发现阶段自19世纪末至20世纪30年代。与此同时,某些天然的和合成的有机染料和中间体,用于致病菌感染的治疗,发现一些合成的化合物具有化学治疗作用,被用于临床。随着天然药物和合成药物数量的增加和临床应用的扩大,在药物化学结构的研究中,人们想到这些药物分子中,哪些组成或基团是有效的必要结构?例如1868年Brown和Fraser发现四甲基季铵盐和四乙基季铵盐对神经节阻断作用的差异,第一次提出化学结构和生理活性有一定的联系。