（一）4-苯基哌啶类

4-苯基哌啶类可以看做吗啡结构中仅保留A和D环的类似物。1937年，在研究解痉药时意外发现哌替啶（Meperidine）具有吗啡样作用。哌替啶有两种构象：一种是苯环处于直立键，另一种苯环处于平伏键。前者与吗啡结构中4-芳基哌啶部分的空间结构一致，被认为是其活性构象。哌替啶是典型的μ受体激动剂，镇痛活性为吗啡的1/4，由于结构中的酯基容易在体内代谢失活，作用时间较短。把哌啶环上的N-甲基以较大的基团取代可以增加哌替啶的镇痛活性，如阿尼利定（Anileridine）、苯哌利定（Phenoperidine）及匹米诺定（Piminodine）等均已应用于临床。

（二）4-苯胺基哌啶类

在苯基和哌啶之间插入N原子，使原来的酯基转变成酰胺，得到4-苯胺基哌啶类，是镇痛活性很强的一类化合物。芬太尼（Fentanyl）是μ受体激动剂，镇痛作用约为哌替啶的500倍，吗啡的80倍。以芬太尼为基础，开发了阿芬太尼（Alfentanil），舒芬太尼（Sufentanil）和瑞芬太尼（Remifentanil）等。舒芬太尼的治疗指数高达25200，安全性好。阿芬太尼和舒芬太尼起效快，维持时间短，临床用于手术中辅助麻醉。瑞芬太尼因为分子结构中的酯键可迅速被非特异性血浆酯酶和组织酯酶水解，作用时间短促，无累积性阿片样效应，停止给药后迅速复原，适用于诱导和维持全身麻醉期间止痛、插管和手术切口止痛等。