美布氨酯分子式为C₁₀H₂₀N₂O₄，结构中1,3-丙二醇骨架的2位连接仲丁基与甲基，两端羟基均酯化为氨基甲酸酯。美普罗巴比妥分子式为C₉H₁₈N₂O₄，相同骨架2位仅连接丙基与甲基。
两者核心差异源于2位取代基：美布氨酯的仲丁基增加一个碳原子并引入分支，使分子量由218增至232，脂溶性相应提高。美普罗巴比妥丙基链直链排列，整体极性略强。
在合成路径上，两者均由相应二醇与光气或异氰酸酯反应制备，但美布氨酯需使用2-仲丁基-2-甲基-1,3-丙二醇前体，美普罗巴比妥则采用2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇。反应条件相似，均需控制温度避免多异氰酸酯副产物。
物理性质方面，美布氨酯熔点范围为97–100℃，美普罗巴比妥熔点为105–108℃，前者较低源于支链对晶格稳定性的削弱。两化合物水溶解度均低，均可溶于乙醇与丙酮。
从反应活性看，两个氨基甲酸酯官能团水解后均释放二醇与氨，酸催化或碱催化条件下速率相近。支链结构不改变官能团反应类型，仅影响空间位阻微小差异。
美布氨酯与美普罗巴比妥均属二醇双氨基甲酸酯类化合物，化学结构唯一确定，无互变异构体或同分异构体混淆。