Z-Phe-Leu ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์เปปไทด์ในฐานะไดเปปไทด์ที่ได้รับการป้องกัน มันทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยก่อสร้างในการผลิตเปปไทด์และโปรตีนที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์เปปไทด์แบบเฟสของแข็ง (SPPS) กลุ่ม Z (benzyloxycarbonyl) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกันสำหรับหมู่ฟังก์ชันอะมีน เพื่อให้มั่นใจในการทำปฏิกิริยาแบบเลือกสรรในกระบวนการสังเคราะห์ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางชีวเคมีเพื่อศึกษาการโต้ตอบระหว่างเอนไซม์และซับสเตรต โดยเฉพาะในบริบทของโปรตีเอสและเปปไทเดส เนื่องจากโครงสร้างพันธะเปปไทด์ นอกจากนี้ Z-Phe-Leu ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาที่มีฐานเป็นเปปไทด์และสารยับยั้ง สนับสนุนความก้าวหน้าในการเคมียารักษาและการประยุกต์ใช้ทางบำบัด