La neostigmina non è in grado di attraversare la barriera ematoencefalica a causa:
Struttura primaria
Struttura secondaria
Struttura terziaria
Struttura quaternaria
I composti dell’ammonio quaternario sono solubili in acqua e quindi non possono attraversare la barriera ematoencefalica. La neostigmina è un derivato quaternario mentre la fisostigmina è un'ammina terziaria.