为了发现新的原卟啉原氧化酶抑制剂型除草剂，通过对已知化合物的结构与除草活性之间关系的总结，设计和合成了10类共131个l(杂环基),2,4,5-四取代苯类化合物，其中109个化合物未见报道。杂环基团包括吡咯啉酮、咪唑啉酮、噻唑啉酮、三唑啉酮、噻三唑啉酮、哌啶酮、嘧啶酮、哌嗪酮、吗啡啉酮和三嗪啉酮。这些化合物的结构经核磁共振谱，红外光谱，质谱和元素分析验证。 发现1-苯基-3-甲基硫脲与草酰氯反应，在三乙胺存在下，可以生成1-苯基-3-甲基碳亚胺。发现2-苯基-1,3(2H,4H)异喹啉二酮，在三乙胺存在下与乙酰氯作用，发生O-乙酰化反应，生成2-苯基-3-乙酸基-1(2H)-喹啉酮；与乙酸酐作用，发生C-乙酰化反应，生成2-苯基-3-羟基-4-乙酰基-1(2H)-喹啉酮。首次制备了1,2-二烷基-4-苯基-1,2,4-四氢三嗪-3,5-二酮和1,2-二烷基-4-苯基-1,2,4-四氢三嗪-3,5,6-三酮化合物。 发现一些吡咯啉酮、哌啶酮和嘧啶酮类化合物对某些阔叶杂草具有优异的防效。其中5-(4-三氟甲基-2,3-二氢-3-甲基-2,6-二氧嘧啶-1(6H)-基)-2-氯-苯甲酸酯和2-{[4,5,6,7-四氢异吲哚-1,3(2H)-二酮-2-基]-取代苯甲酸基}-丁烯酸酯在40克／公顷对某些阔叶杂草的抑制率为100％。 对某些文献中的化合物进行了药效团，比较分子力场分析。研究了四个典型化合物的晶体结构。在原卟啉原氧化酶(PPO)与其抑制剂复合物的晶体结构基础上，初步总结出高除草活性化合物的基本特征是：苯环上1位杂环基可在较大范围内变化，应采取较平坦的构象；2位取代基为氟，氯；4位取代基为卤素，氰基；5-位取代基可在较大范围内变化，应含有负电性原子或基团。