โซเดียม 4-เพนไทโนเอต ถูกใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาเคมีคลิก (click chemistry) ซึ่งทำหน้าที่เป็นรีเอเจนต์หลักในการ copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) เพื่อสร้างพันธะไตรอะซอล 1,2,3 อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยในการสร้างโมเลกุลซับซ้อนด้วยความแม่นยำสูง สารประกอบนี้มักนำมาใช้ในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ โดยกรุ๊ปอัลไคน์เทอร์มินัลช่วยให้เกิดปฏิกิริยาคัปปลิ้งที่มีความเลือกสรร นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับปรับเปลี่ยนพื้นผิวหรือโพลิเมอร์ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติผ่านการฟังก์ชันนาไลเซชัน ความละลายในน้ำของมันยังอำนวยความสะดวกในการใช้ในสภาพแวดล้อมปฏิกิริยาแบบน้ำ