Teofyllin fungerar som en Bronsted-bas. Detta beror på att det kan donera ett par elektroner till en proton (H+). Kväveatomen i imidazolringen av teofyllin är den mest grundläggande platsen och är ansvarig för dess Bronsted-basitet. När teofyllin donerar ett par elektroner till en proton, blir det protonerat och bildar en positivt laddad art som kallas en konjugerad syra.

Bronsted-basiteten hos teofyllin är viktig för dess farmakologiska aktivitet. Teofyllin används som luftrörsvidgande medel, vilket innebär att det slappnar av musklerna i luftvägarna och gör det lättare att andas. Denna effekt tros bero på teofyllins förmåga att hämma verkan av ett enzym som kallas fosfodiesteras, som bryter ner cykliskt adenosinmonofosfat (cAMP). cAMP är en andra budbärare som är involverad i regleringen av många cellulära processer, inklusive muskelkontraktion. Genom att hämma nedbrytningen av cAMP kan teofyllin öka nivåerna av cAMP i celler och detta kan leda till avslappning av luftvägsmusklerna.

Bronsted-basiteten hos teofyllin är också viktig för dess farmakokinetik. Teofyllin absorberas från mag-tarmkanalen och distribueras i hela kroppen. Det metaboliseras i stor utsträckning av levern och utsöndras i urinen. Bronsted-basiteten hos teofyllin påverkar dess absorption, distribution och utsöndring. Till exempel gör Bronsted-basiteten hos teofyllin det mer sannolikt att det binder till proteiner i blodet, vilket kan minska dess distribution till vävnader.