(S)-Alpha-allyl-proline, HCl ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างชิราลสำคัญในการพัฒนายาเพปไทด์และโมเลกุลชีวภาพ สารนี้มักใช้ในสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริกเพื่อนำสเตอรีโอเคมีเฉพาะเข้าไปในโมเลกุลเป้าหมาย เพิ่มกิจกรรมทางชีวภาพหรือความเลือกสรร นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมอนุพันธ์โพรลีน ซึ่งจำเป็นในการออกแบบตัวยับยั้งเอนไซม์และตัวปรับตัวรับ การประยุกต์ใช้ขยายไปสู่เคมียา เพื่อช่วยสร้างตัวแทนบำบัดใหม่ที่เล็งเป้าไปยังโรค เช่น มะเร็ง การติดเชื้อไวรัส และโรคทางระบบประสาท กลุ่มอัลลิลในโครงสร้างยังช่วยให้สามารถปรับแต่งเพิ่มเติมได้ ทำให้เป็นตัวกลางที่หลากหลายในการแปลงเคมีที่ซับซ้อน