巴比妥类是由巴比妥酸衍生而成。巴比妥酸为2,4,6‐三氧六氢嘧啶(2,4,6‐trioxohexahydropyrimidine),由脲和丙二酸羧合而成:巴比妥酸缺乏中枢抑制作用,但在第5位碳原子(C。5)上的二个氢被烃基、烯烃基或芳香基团取代时则具有镇静催眠等作用。药物作用的强度、起效时间和维持时间受取代基团的大小、种类影响。C 5上以短链烃基取代,如巴比妥和苯巴比妥,则起效慢而维持时间长。若侧链超过6个C则催眠作用消失。C 5上取代基为苯环时(如苯巴比妥),对皮层运动区的作用强,具有较强的抗癫痫作用。根据作用出现的快慢和维持时间的长短,巴比妥类被人为地分为长效、中效、短效、和超短效四类。
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