1973-1974年时,大家对青蒿素的化学结构知之甚少,仅知其熔点约为156℃~157℃,但不清楚其分解温度是多少。直至1975年上半年中国科学院上海有机化学研究所在鹰爪甲素结构的启发下,证实了青蒿素分子结构中的5个氧原子组成了除了一个内酯环之外,还含有一个过氧桥[7]。1975年11月,中国科学院生物物理研究所用X射线单晶衍射方法确证了青蒿素的初始的晶体和分子立体结构,1977年底最后成功地用X射线反常散射,确证其绝对构型 [8];中国科学院上海药物所又证实了这个过氧桥是青蒿素抗疟作用的关键[7],人们才开始思考,青蒿素作为一个有机过氧化合物,按照过氧化合物的特性,青蒿素应该是不稳定的,但是种种试验表明青蒿素是一个对光和热都比较稳定的化合物。
1979年中科院生物物理所就已经指出,“青蒿素分子中五个氧原子都集中在分子的一侧, 且从O5起有一条碳氧链O5―C12―O4―C7―O3― C8―O1―O2―C6,其中碳氧键长自C12―O4起顺序以短、长、短、长、短的方式连接起来, 而且都介于正常单键和具有部分双键键长之间。由于每个氧原子上都有孤对电子, 可能每个氧原子上的孤对电子已不局限于氧原子上, 而发生了键型的变异, 这有助于使整个分子趋于稳定, 这与青蒿素分子或晶体表现出对热和光照的稳定性相吻合。而这一条碳氧链, 可能就是青蒿素分子有着特定效能的部位” [8]。
中国医学科学院药物研究所梁晓天认为,虽然青蒿素对强酸、强碱不稳定,但是青蒿素在中性非极性溶剂中保持稳定的温度至少可达150℃ [9]。中药研究所化学室罗宣德和美国全国卫生研究所(NIH)的同行将青蒿素在不同沸点的溶剂中加热,结果证明,青蒿素在乙醇(注:沸点78.4℃)中回流2天,或在甲苯(注:沸点 110.5 ℃)中回流4天,经薄层层析检查,香兰醛显色,仍未见有分解产物 [10]。1985年美国华尔特里德陆军研究院(Walter Reed Army Institute of Research)的Lin AJ,和Klayman DL等研究青蒿素分子的热重排和热分解,认为青蒿素纯品可耐受200℃ 高温2.5min, 如超过3.5min或在190℃ 下保持10min则会发生变化[11]。因此,青蒿素相较一般过氧化物而言,其热稳定性是超乎寻常的。