巴比妥類藥物為取代的丙二酰脲類化合物，其母體結(jié)構(gòu)為嘧啶三酮。分子中的內(nèi)酰亞胺結(jié)構(gòu)能夠互變?yōu)橄┐际蕉嗜跛嵝裕琾Ka為7.4，溶于氫氧化鈉或碳酸鈉溶液中。由于苯巴比妥的酸性比碳酸還弱，所以苯巴比妥鈉的水溶液吸收空氣中的CO2，可析出苯巴比妥沉淀。巴比妥類化合物分子結(jié)構(gòu)中2個(gè)亞氨基上的氫被全部取代，則化合物失去中樞抑制作用，其中1個(gè)氫被取代仍保留生物活性。
巴比妥類藥物屬非特異性結(jié)構(gòu)類型藥物，其作用的強(qiáng)弱、快慢和作用時(shí)間的長短主要取決于藥物的理化性質(zhì)及體內(nèi)代謝是否穩(wěn)定。
巴比妥類藥物的酸性對(duì)藥效很重要，因?yàn)樗幬锿ǔＲ苑肿有问轿斩噪x子形式作用與受體，因而要求有適當(dāng)?shù)慕怆x度。在生理pH7.4的條件下，巴比妥類藥物在體內(nèi)的解離程度不同，透過細(xì)胞膜和通過血腦屏障進(jìn)入腦內(nèi)的藥物量也有差異，表現(xiàn)在鎮(zhèn)靜催眠作用的強(qiáng)弱和作用的快慢也就不同。巴比妥酸在生理?xiàng)l件下99%以上是離子狀態(tài)，幾乎不能透過細(xì)胞膜和血腦屏障，進(jìn)入腦內(nèi)的藥量極微，故無鎮(zhèn)靜催眠作用。
藥物作用時(shí)間的長短與藥物在體內(nèi)的代謝穩(wěn)定性有關(guān)，容易代謝則藥物作用時(shí)間短，反之則長。5位取代基的氧化是巴比妥類藥物代謝的主要途徑。當(dāng)5為取代基為飽和直鏈烴或芳烴時(shí)，由于不易被氧化代謝，因而作用時(shí)間長。而當(dāng)5位取代基為支鏈烴或不飽和烴時(shí)，氧化代謝迅速，主要以代謝產(chǎn)物形式排除體外，所以鎮(zhèn)靜催眠作用時(shí)間短。
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