van barbituraten worden bepaald door de karakteristieken van twee stuks extra zijarmen (of zijketens) bevestigd aan de barbituurzuurmolecuul.
De di-gesubstitueerde barbituraten amylobarbital (Amytal) en pentobarbital (Nembutal) zijn vooral interessant. Het procedé om extra bewapening toe te voegen (disubstitutie) moet plaatsvinden voor het condenseren van het malonaat en ureum.
In Amytal is de extra alkyl bewapening (a) ethyl, toegevoegd als ethylbromide, en (b) 3-methylbutyl, toegevoegd als 1-bromo- 3-methylbutaan. In Nembutal is de extra alkyl bewapening (a) ethyl, toegevoegd als ethylbromide, en (b) 1-methylbutyl, geproduceerd uit 2-broompentaan. In beide substitutiereacties wordt het malonaat verhit, ofwel in een hogedruksysteem (autoclaaf), ofwel onder refl ux, eerst de ene en daarna de tweede alkylbromide. In beide gevallen fungeert natriumethoxide als katalysator.
De laatste stap in het produceren van natrium pentobarbital of natriumamylobarbital is het resultaat van het di-gesubstitueerde malonaat te verhitten met droog ureum, in een autoclaaf of onder refl ux gedurende 12 uur. Ook dit gebeurt met droge alcohol en natrium. Overtollige alcohol verdwijnt door distillatie en het residu, voornamelijk natrium pentobarbital of natriumamylobarbital, wordt opgelost in water en is de vredige pil.
Bij alle di-substitutiereacties en bij de condensatie met ureum is het essentieel dat absoluut geen water aanwezig is. Let op dat geen atmosferisch vocht bij de autoclaaf of de reactor komt. Alle substanties moeten vochtvrij zijn. In het bijzonder moet de alcohol, gebruikt bij productie van natriumethoxide, zo droog mogelijk zijn (superdroog).
