本发明涉及有机合成及医药领域，公开了N-取代甲基-3,5-双取代苄叉基-4-哌啶酮的制备方法及其高效抑制白血病、卵巢癌、乳腺癌、肝癌和食道癌等细胞系增殖的生物活性。由各类取代甲胺和丙烯酸甲酯出发，依次经Michael加成、Dieckmann缩合、酸解并脱羧得到N-取代甲基-4-哌啶酮，后者与取代苯甲醛经羟醛缩合反应得到的目标化合物N-取代甲基-3,5-双取代苄叉基-4-哌啶酮。目标物能选择性地高效抑制白血病、卵巢癌、乳腺癌、肝癌和食道癌等细胞系增殖，其抑制上述癌细胞系增殖的活性均明显高于常规的化疗药物5-氟脲嘧啶。