Fmoc-Phe(4-N3)-OH ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะในกระบวนการ solid-phase peptide synthesis (SPPS) เนื่องจากกลุ่ม Fmoc ที่มีอยู่ในโมเลกุลช่วยในการป้องกันกลุ่มฟังก์ชันของกรดอะมิโนระหว่างการสังเคราะห์ นอกจากนี้ กลุ่มอะซิโด (N3) ที่ตำแหน่งพาราบนวงแหวนฟีนิลอะลานีนยังช่วยให้สามารถทำปฏิกิริยา click chemistry ได้ เช่น ปฏิกิริยา azide-alkyne cycloaddition ซึ่งเป็นประโยชน์ในการเชื่อมโยงเปปไทด์กับโมเลกุลอื่นๆ หรือสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น สารเคมีนี้ยังถูกใช้ในการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนและเปปไทด์ รวมถึงการพัฒนาวัคซีนและยาชนิดใหม่ โดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างเปปไทด์ให้มีความจำเพาะและประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ ยังมีบทบาทในการวิจัยทางชีววิทยาเคมี เพื่อติดฉลากหรือติดตามโมเลกุลเป้าหมายในระบบชีวภาพ