Pentobarbital kan zijn ons kortwerkend barbituraat het gebruikt is mits kalmerend, hypnotiserend en krampstillend geneesmiddel. Dit is gesynthetiseerd met behulp van soortgelijke methoden wanneer amobarbital; het enige verschil is dat de alkylering aangaande de α-ethylmalonzuurester is uitgevoerd betreffende 2-broompentaan in plaats van 2-broom.