Не смотря на успехи, достигнутые в лечение заболеваний, вызываемых простейшими, терапия бактериальных инфекций в течении ряда лет оставалась неразрешимой задачей. После создания элементорганических соединений мышьяка, поиск велся на основе фенолов. Однако при введении синтезированных, на основе фенолов лекарственных веществ в организм человека, они утрачивали способность действовать на микробную клетку, в то время как в опытах in vitro это действия было значительным. Этот период поиска можно назвать периодом расширения номенклатуры дезинфицирующих средств.
Успехи Пауля Эриха и его работы в области красителей и элементорганических соединений возбудили интерес исследователей. Кроме того, в начале 20 века стала развиваться химия синтетических красителей и особенно азокрасителей, т.к. химическая технология располагала методами их синтеза.
Под влиянием этих фактов в 30-х годах 20 века Домагком было сделано открытие – ряд синтетических азокрасителей в опыте на экспериментальных животных, зараженных стрептококком дали хороший терапевтический эффект. В качестве наиболее интересного вещества проявил себя пронтозил (в виде соли гидрохлорида)
Он был передан на клинические испытания и после получения положительных результатов был введен в медицинскую практику. В нашей стране сотрудниками ВНИХФИ в 30-ые годы был получен на основе пронтозила красный стрептозид, который стал использоваться в медицинской практике для лечения кокковых инфекций.
Изучали действие препаратов в организме, при этом было установлено, что пронтозил подвергается в организме ферментативному гидролизу по азогруппе 
. В результате образуется триаминобензол токсичный для макроорганизма
и парааминобензолсульфамид, оказавший влияние на микробную клетку.
Это вещество под названием белый стрептоцид было введено в медицинскую практику для лечения кокковых инфекций.
Установление взаимосвязи между химической структурой стрептоцида и его фармакологическим действием показало следующее:
1. Оказалось, что взаимное расположение первичной ароматической аминогруппы и аминосульфогруппы изменить нельзя, т.к. это приводит к потере терапевтической активности.
2. Алкилирование по аминогруппе не приводит к получению ценного химиотерапевтического средства, т.к. для проявления эффекта необходимо, чтобы она освобождалась при введении вещества в организм. Оказалось возможным N-ацилирование, причем N-ацильные производные получали с различной целью.
А) С целью улучшения растворимости вещества было получено N-ацильное производное с формальдегидбисульфитом натрия
Б) N-ацилирование фталиевой кислотой было получено вещество целенаправленного действия – фталазол, устойчивый при прохождении желудка и действующий в просвете кишечника.
3. Следующий тип преобразований затрагивал амидную группу. Оказалось возможным изменять характер амина, используемого для аминирования парааминосульфокислоты.
Наиболее ценными оказались:
1) Алифатические амины
2) Ароматические амины
Однако наибольшей активностью характеризовались сульфаниламиды, полученные с помощью аминов гетероциклического ряда -5-ти - и 6-ти членными гетероциклическими аминами такими как
Использование мочевины и гуанидина привело к получению препаратов узкого спектра действия. Они применяются при заболеваниях мочеполовой сферы. При использовании гетероциклических аминов в синтезе сульфаниламидов спектр их действия расширяется. Кроме того, некоторые из них имеют длительное действие.
В связи с тем, что в 30-ые годы были открыты антибиотики, интерес к сульфаниламидам упал. Однако, когда стало известно, что антибиотики вызывают появление антибиотикоустойчивых штаммов микроорганизмов, исследователи вновь вернулись к изучению сульфаниламидов, особенно действующих при мочеполовых заболеваниях и для лечения менингита.
В дальнейшем поиск сульфаниламидов велся на основе эффективных сульфаниламидов для получения препаратов длительного действия. Удачными оказались преобразования, проведенные по ароматической аминогруппе. А именно были получены азокрасители, а в качестве азосоставляющего использовали салициловую кислоту, не являющуюся токсичной для макроорганизма. Таким образом, в результате целенаправленного поиска были получены салазопиридазин и салазодиметоксин на основе сульфопиридазина и сульфодиметоксина.
В 1942 г. был установлен механизм действия сульфаниламидных препаратов. Было высказано мнение, что действие сульфаниламидов осуществляется по типу конкурентного ингибирования 4-аминобензойной кислоты (ПАБК). Этот вывод стал возможен благодаря развитию биохимии, в том числе биохимии микробной клетки. Было уже известно, что ПАБК является фактором роста бактериальных клеток и является одним из участников биохимической реакции образования в микробной клетке фолатных ферментов, а именно участвует в синтезе фолиевой кислоты.
Изучая структуру сульфаниламидов и ПАБК была установлена аналогия в их геометрических размерах и распределении электронной плотности.
Эти вещества являются химическими аналогами, т.е. имеют однотипные химические свойства, поэтому в биохимических процессах могут подавлять друг друга.
Была установлена прямая зависимость между кислотностью сульфаниламидов и их биохимической активностью в пределах pH 5,3-9,1.
В данном случае это свидетельствовало о зависимости антибактериального действия сульфаниламидов от степени их ионизации. Чем больше способность к ионизации, тем слабее антибактериальная активность. Это связано с тем, что ионизированные сульфаниламиды с трудом проникают через мембраны бактериальной клетки и в таком случае их концентрация становится недостаточной для проявления отчетливого антибактериального действия.
Окончательно механизм действия сульфаниламидов был установлен после того, как была изучена биохимическая реакция образования фолиевой кислоты в микробной клетке.
На первом изучения считалось, что сульфаниламид реагирует с дигидроптеридинпирофосфатом, при чем реакция идет медленнее, чем с ПАБК. А далее фермент реагирует на подмену, и химическая реакция прерывается. В настоящее время установлено, что скорости реакций с сульфаниламидом и с ПАБК одинаковы.
В результате первой реакции образуется продукт, который действует на фермент фолатсинтетазу, сильно блокирует его и прерывается реакция. Вследствие чего микробная клетка не обеспечивает себя дигидрофолиевой кислотой необходимой для синтеза тетрагидрофолиевой кислоты. Для подавления действия фермента фолатсинтетазы необходима высокая концентрация птеридинсульфаниламидного производного, поэтому все сульфаниламиды вводят в макроорганизм в больших дозах с тем, чтобы обеспечить достаточную концентрацию сульфаниламида в микробной клетке.
Были получены сведения, позволяющие использовать знания биохимической реакции образования тетрагидрофолиевой кислоты в микробной клетке. Сущность новых данных сводится к тому, что они позволяют использовать в медицине очень эффективные сочетания сульфаниламидов, ингибирующих реакцию на стадии фермента фолатсинтетазы, с веществами, ингибирующими реакцию на стадии фолатредуктзы. Такие комбинированные сочетания позволяют улучшить эффективность сульфаниламидов, снизить их дозы. Примером такого сочетания является комбинация сульфаметаксазола и триметоприма.