Другим ярким примером может служить наличие в молекуле вещества аминогруппы. Ее присутствие в значительной степени повышает токсичность. Такие соединения, как аммиак, раздражающе действуют на гладкую мускулатуру и нервные центры; данные факторы приводят к развитию спазмов и судорог. Неоднозначный эффект может дать присоединение метильных групп к атому азота; если они вводятся в молекулу аммиака, в аминогруппе или карбоксильной группировках практически всегда имеет место снижение нормальной физиологической активности. Большое различие имеет место и между влиянием этильной или метильной групп, введенных в молекулу вещества. Значительно меняется воздействие вещества на организм, если в состав его молекулы введены алифатические радикалы и происходит разветвление их цепей. Если происходит удлинение алифатической цепи до шести атомов углерода, наблюдается нарастание активности вещества, параллельно возрастает и его токсичность.
Вопрос, касающийся направленности и силы действия веществ, в составе которых находятся две (или больше) функциональные группы, исследован недостаточно глубоко. Имеются некоторые данные, полученные на примере ароматических соединений. К примеру, токсичность анилина существенно уменьшается при введении в данное соединение фенольного гидроксила. В частности, такие вещества, как и-аминофенол и ряд его производных обладают куда меньшей токсичностью по сравнению с анилином. Уменьшается его токсичность и при введении в молекулу карбоксильной группы, а также вследствие ацетилирования.
Установлена связь между стереохимией органических молекул и фармакологической активностью вещества. В частности, на примере ряда гетероциклических соединений можно наглядно видеть зависимость активности вещества от относительной ориентации заместителей и молекулы в целом. Увеличение количества звеньев в молекуле, удлинение или разветвление алифатической цепи становятся причиной появления изомеров, активность которых меняется в сравнении с исходным веществом.
Последними исследованиями установлена связь между биологической активностью вещества и его растворимостью в жирах или воде; значительно различаться вещество может и в соответствии со своей оптической активностью. К примеру, двухатомные фенолы, несмотря на простоту строения, могут значительно различаться по степени токсичности. К числу наименее токсичных изомеров относится резорцин, являющийся мета-изомером. Так называемые «оптические изомеры» могут различаться только направлением вращения плоскости луча, а их биологическая активность может различаться до противоположной. Так, один изомер может иметь фармакологическую активность, а второй ее проявлять не будет. Характерным примером могут служить лекарственные препараты, в молекуле которых присутствует ассиметрический атом углерода. «Лево-вращающиеся» изомеры будут обладать значительно большей биологической активностью, по сравнению с «правовращающимися». У адреналина эти цифры различаются в 17 раз, а у тироксина — в 4 раза. «Правовращающиеся» изомеры могут быть более активными у стероидных гормонов и антибиотиков. В ряде случаев такой фактор, как оптическая изомерия может и не оказывать влияния на биологическую активность вещества.
