3,3-Dibromo-azepan-2-one ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในฐานะสารกลางอเนกประสงค์สำหรับการก่อสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการพัฒนายาและสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ มันทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างหลักในการเตรียมฮีเทอโรไซเคิลที่มีไนโตรเจน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการค้นพบยา โครงสร้างไดบโรโมของมันช่วยให้สามารถทำการฟังก์ชันนาไลเซชันแบบเลือกเฉพาะได้ ส่งเสริมการสร้างโครงสร้างเคมีที่หลากหลาย นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาปฏิกิริยาการขยายวงแหวนและการสังเคราะห์อนุพันธ์ azepane ซึ่งมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในเคมีการแพทย์