สารประกอบดีเทอเรียมนี้ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาการจับคู่ข้าม เช่น Suzuki-Miyaura reactions ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ใช้ในการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอนระหว่างสารประกอบที่มีหมู่โบรอนกับสารประกอบที่มีหมู่ฮาโลเจนหรือหมู่ซัลโฟเนต โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและวัสดุศาสตร์ เพื่อสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อน เช่น ยาและสารประกอบทางเคมีที่มีความสำคัญทางชีวภาพ การดีเทอเรียมช่วยเพิ่มความเสถียรและเอื้อต่อการศึกษาระเบียบวิธีเคมีและการติดฉลากไอโซโทปอย่างละเอียด นอกจากนี้ยังใช้ในการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ ที่มีคุณสมบัติเฉพาะทาง เช่น โพลิเมอร์ขั้นสูงและวัสดุอิเล็กทรอนิกส์