D-Leucinol ถูกนำมาใช้หลักในการสังเคราะห์สารประกอบแบบ chiral และเป็นบล็อกพื้นฐานในเคมีอินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตเภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่ต้องการ stereochemistry เฉพาะเพื่อประสิทธิภาพ คุณสมบัติแบบ chiral ทำให้มีคุณค่าต่อการสังเคราะห์แบบ asymmetric ซึ่งช่วยสร้างสาร enantiomerically pure นอกจากนี้ D-Leucinol ยังถูกใช้ในการเตรียมเปปไทด์และ peptidomimetics ซึ่งมีส่วนช่วยในการศึกษาจำลองชีวภาพและการค้นพบยา รวมถึงการนำไปใช้ในการพัฒนา agrochemicals และ fine chemicals โดยคุณสมบัติโครงสร้างช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะของผลิตภัณฑ์สุดท้าย