拟肾上腺素能受体药物的化学结构与生物活性间的关系如下：

（1）必须具有苯乙胺基本结构，如碳链增长为三个碳原子，其作用强度下降；碳链较短的苄胺同类物仅稍有升高血压作用。由于氨基的存在，该类药物在生理pH条件下高度电离。氨基及苯环上取代基的不同对受体的选择性及作用时间的长短有一定影响。

（2）多数拟肾上腺素能受体药物在氨基的β位具有羟基，此β-羟基的存在，对活性有显著影响。其中R-构型者具较大活性，例如R-肾上腺素的支气管扩张作用比S-构型异构体强45倍；R-异丙肾上腺素比其S-构型异构体强约800倍。一般认为，该类药物有三部分和受体形成三点结合（图7-3），即：氨基、苯环和两个酚羟基，以及β-醇羟基。

图7-3　R-（-）-和S-（+）-肾上腺素与受体结合示意图

由图7-3可见，S-构型肾上腺素只有两个基团与受体结合，因而生理活性很弱，而R-构型肾上腺素可与受体经三点互相结合，故作用较强。

（3）苯环3，4-二羟基的存在可显著增强α、β-受体活性，但具儿茶酚胺结构的药物常常不能口服。如去甲肾上腺素和肾上腺素，口服后其间位羟基迅速被COMT甲基化而失活。而当儿茶酚型的二个羟基的位置被改变为3，5位二羟基或保留4位羟基，将3位羟基改变为3位羟甲基或用氯原子取代等，均能保留β-活性，且由于不易被COMT酶催化代谢故可口服且长效，如特布他林、克仑特罗等对β2-受体选择性较强，是口服有效的平喘药。然而，如果苯环上仅保留3位羟基，则α-活性有所下降，而β-活性几乎被消除。如间羟胺、去氧肾上腺素是α1-受体激动剂，作用较去甲肾上腺素弱，但持久。

（4）侧链氨基氢被非极性烷基取代时，基团的大小对受体的选择性有密切的关系。N-取代基越大，对β-受体的亲和力愈强。因此，去甲肾上腺素主要表现为α-受体激动活性，肾上腺素是α、β-受体激动剂，而N-异丙基取代的异丙肾上腺素是β-受体激动剂，其可能的原因是β-受体在靠近氨基结合的天冬氨酸残基处有一个较大的亲脂性口袋，而α受体不存在此口袋。当N-叔丁基取代，可提高药物对β2-受体的选择性，如沙丁胺醇是选择性的β2-受体激动剂，而异丙肾上腺素是一非选择性的β-受体激动剂，当作为支气管扩张剂在临床使用时，因异丙肾上腺素具β1-受体活性而对心脏有刺激性，而选择性的β2-受体激动剂则大大降低了心脏副作用。

当氨基H被比叔丁基等更大的亲脂性基团取代时，则表现出α1-受体拮抗活性，而N-双烷基取代，可使活性大大下降，毒性较大。

（5）侧链氨基α-碳原子上引入甲基，亦称为苯异丙胺类，由于甲基的位阻效应，可阻止MAO酶对氨基的氧化、代谢脱氨，使药物的作用时间延长。同时，此甲基的引入，使药物分子产生了一个新的手性中心，该手性中心的存在，明显影响药物的生物化学性质和受体选择性。

（6）α或β-碳原子可被杂原子取代，如可乐定、利美尼定和胍法辛等。α-碳原子和侧链氨基氮原子可构成杂环的一部分，如咪唑啉类的可乐定，咪唑环也可开环成胍基，如胍法辛和胍那苄，它们均为选择性α2-受体激动剂。