Pentobarbitali është një barbiturat me veprim të shpejtë, që më parë përdorej kryesisht në anestezi ndërsa sot përdoret edhe për injeksionet vdekjeprurëse në Shtetet e Bashkuara. Emërimi i tij është rikthyer në vëmendje pas rastit të Christa Pike, e dënuar me vdekje për vrasjen e një shoqe në 1995, e cila i mbijetoi administrimit të dy dozave gjatë një tentative ekzekutimi në Tennessee.
Sipas Marco Maranos, përgjegjës i Qendrës së Antiveneve në spitalin pediatrik Bambino Gesu në Romë dhe anëtar i Shoqatës Italiane të Toksikologjisë, pentobarbitali ka tretshmëri të lartë në yndyrë dhe është me veprim të shkurtër. Kjo karakteristikë e lejon të kalojë shpejt barrierën gjak-tru dhe të shkaktojë një efekt anestezik pothuajse të menjëhershëm. Megjithatë, ilaçi shpërndahet shpejt në indet periferike, duke bërë që efekti mbi sistemin nervor qendror të dobësohet pas disa orësh.
Doza e administruar përcakton efektet: në doza të larta, pentobarbitali mund të prekë jo vetëm sistemin nervor por edhe zemrën dhe qarkullimin e gjakut. Një veçori tjetër e rëndësishme është mungesa e vetive analgjezike; ai mund të shkaktojë gjumë dhe humbje të vetëdijes por nuk eliminon domosdoshmërisht ndjesinë e dhimbjes. Për këtë arsye, kur përdorej për anestezi të përgjithshme, shoqërohej me barna të tjera, përfshirë analgjezikë. Përdorimi i pentobarbitalit në mjekësi është reduktuar ndjeshëm dhe është zëvendësuar në shumë raste me ilaçe të tjera.
Historikisht, pentobarbitali është përdorur edhe si i ashtuquajturi “serum i së vërtetës”: në doza më të ulëta mund të dobësojë mekanizmat e kontrollit dhe frenimit neurologjik, duke bërë një person më pak të rezervuar në përgjigje. Megjithatë, kjo nuk garanton saktësinë e asaj që thuhet; përgjigjet nën ndikim të ilaçit nuk mund të konsiderohen automatikisht të vërteta.
Përveç përdorimeve mjekësore, pentobarbitali përdoret në disa raste të vetëvrasjes së asistuar në Zvicër dhe në ekzekutimet me injeksion vdekjeprurës në SHBA. Rasti i Christa Pike ka ringjallur debatin mbi mënyrën e përdorimit të këtij ilaçi gjatë ekzekutimeve, veçanërisht pas dështimit të administrimit të dozave të planifikuara.

