一、由染料到抗瘧藥
梅毒有了基本治療的藥物以後，化學治療劑的研究便轉向瘧疾。盡管金雞納樹皮可以治療瘧疾，但它的來源有限。埃利希曾發現亞甲藍有殺瘧原蟲的作用，但不強，不如金雞納樹皮。埃利希的學生羅勒（Wilhelm Roehl）領導的拜耳化學治療研究所，開始對亞甲藍的結構進行改變。他們得到了一個亞甲藍的二乙氨基乙基衍生物，發現這個化合物有較強的抗瘧作用（這時已發現金絲雀可以感染上瘧疾），化療指數為8（即中毒劑量為治療劑量的8倍，是比較安全的），但是這個化合物仍是藍色染料，不適合藥用。
這時他們已經搞清楚了金雞納樹皮中的有效成分和它的化學結構。此後，他們把注意力轉向了奎寧，化學家認為，奎寧的奎核堿部分難以進行取代反應，並認為二乙氨基乙基可能對瘧原蟲有特殊的親和力，因為它可以使亞甲藍的抗瘧作用加強很多。考慮到局部麻醉藥普魯卡因的二乙氨基乙基側鏈可以代替可卡因中複雜的雙環結構的經驗，他們用二乙氨基乙基代替奎核堿部分，合成了8-氨基喹啉類化合物，發現它有一些抗瘧作用。
他們以8-氨基喹啉衍生物為基礎進行化學結構的變化，又合成了幾百個化合物，其中撲瘧喹具有很好的抗瘧作用。這個化合物在世界範圍內進行了抗瘧作用的臨床試驗，直至1928年他們才正式公布它的全部化學結構。以後，由於發現它對視神經的毒性，就被其他更好的藥物如氯喹、伯喹等代替。
二、由染料到殺菌藥
第一次世界大戰爆發後，急需有效的藥物處理戰傷。槍炮濺起的泥土使傷口被嚴重感染，出現膿血症，因而人們非常需要有效的殺菌劑。英國的醫學研究委員會組織力量來解決這個問題。當時，染料化學已相當發達，有上千種染料可供選擇。通過初步試驗，選出了兩種染料作為處理傷口的試用藥品，一種為亮綠，一種為黃素。經過大量的戰傷試用，證明黃素在處理傷口的膿血病方麵很有效，於是定名為吖啶黃。這種藥隻能外用於傷口，內服則毒副作用太大。直到1934年，才發現吖啶黃原來是兩種吖啶類化合物的混合物。其中一個成分為3，6－二氨基吖啶的作用比另一個成分為氯化-3，6－二氨基-10-甲基吖啶的強很多。3，6－二氨基吖啶被定名為原黃，這種藥在第二次世界大戰時還在使用。
在發現吖啶黃有殺菌作用以後，人們對吖啶類染料進行了廣泛的研究，1920年發現利凡諾的作用更好，毒性也低，但仍隻能外用於傷口。這種藥現在還用於外用消炎殺菌，改名為依沙吖啶。
為了尋找可以治療全身性細菌感染疾病的體內用藥，各國的製藥公司都在進行廣泛的研究。德國的I.G.染料工業研究所（由此可以說明早年藥物的研究和發現與染料化學發展的密切關係）專門從事這方麵的工作。杜馬克（Gerhard Domagk）從1927年起擔任這個研究所的實驗病理學的主任，致力於尋找治療全身性細菌感染的內用藥物。他確定了一個篩選有效化合物的嚴格標準，那就是化合物必須具備能殺死小鼠體內那種傳染性很強的溶血性鏈球菌的條件，才有必要對該化合物進行進一步的研究。這種溶血性鏈球菌，從顯微鏡下觀看像是一串小小的珠子。在1918～1919年間世界範圍的流行性感冒中，由這種細菌引起的肺炎是致死的主要原因。同時外傷，包括戰傷、燒傷、燙傷，無論輕重常常會發生這種細菌的感染。如果是在病人的血液中發現這種細菌，那就意味著發生了敗血病，就是不祥之兆，因為那時此病的死亡率是很高的。杜馬克還確定了一個很明智的原則，那就是，不能單純以體外培養液中有無殺菌作用作為判斷一個化合物是否有效的標準。因為他知道，一個化合物在體外和體內的作用可以相差很大，有時是完全不同的。杜馬克選用的這種溶血性鏈球菌，是從一個得敗血病死亡的病人體內分離出來的，其後又在小鼠體內進行了很多次培養。接種了這種細菌的小鼠，在4天內100％死亡。化合物的殺菌作用必須是很突出才能使感染的小鼠不死。他的這種實驗標準，對於發現治療全身性細菌感染疾病的有效藥物是一個決定性的因素。
杜馬克在化學家克拉爾（Josef Klarer）和米席（Frity Mietgsch）的協助下開始從三類化合物（即金類、吖啶類和偶氮類）入手研究具有抗菌作用的化合物。這三類化合物都是別人已經報道過有殺菌作用的。他們發現金類化合物無論在小鼠還是在大動物體內，均有殺溶血性鏈球菌的作用，但在有效濃度下，金類化合物對腎髒能造成嚴重的損害，故不能用於治療。吖啶類化合物在小鼠體內沒有表現出殺菌作用，於是他們決定放棄吖啶類化合物。在偶氮類化合物中，一個剛被紐約的一位醫生宣布有尿道消毒作用的苯偶氮吡啶，在實驗中表現出良好的殺菌作用。這使克拉爾和米席受到很大鼓舞，於是決定集中研究偶氮類化合物。他們合成了一些苯偶氮吡啶的衍生物，把有殺菌作用的吖啶類化合物上的基團接到偶氮化合物的分子上。合成的這些化合物在培養液中顯示出殺菌作用，但在小鼠體內就都顯得軟弱無力。杜馬克他們感到有些失望。克拉爾和米席忽然想起，1909年赫連（Heinrich Horlein）曾經報道過，磺酰氨基（—SO2NH2）帶到偶氮染料上時可使其在羊毛上的色澤持久。他們想，羊毛是蛋白質，而細菌也是由蛋白質構成的，把偶氮染料上帶上磺酰氨基或許能增加它們對細菌的結合能力。沒想到這個突然出現的想法，竟把它們引向成功。事情有時就是這樣，在“山窮水盡疑無路”的時候仍鍥而不舍地尋找出路，往往會出現“柳暗花明又一村”的景象。