tert-Butyl S-2-pyrrolidone-5-carboxylate เป็นสารประกอบหลักทางชิราลและสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะสำหรับการผลิตยา ในฐานะเอสเทอร์เทอร์ต-บิวทิลของ L-pyroglutamic acid โครงสร้างชิราลของมันช่วยให้เกิดปฏิกิริยาที่เลือกสรรทางสเตอรีโอ ซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบที่ทำงานทางแสง ใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์ยาช่วยสมอง เช่น piracetam และ racetams อื่นๆ โดยช่วยเพิ่มผลผลิตของปฏิกิริยาและการเลือกเอนแอนติโอเมอร์ ในกระบวนการสังเคราะห์เปปไทด์ มันทำหน้าที่เป็นอนุพันธ์ pyroglutamic acid ที่ได้รับการป้องกัน ให้ความเสถียรระหว่างการสังเคราะห์และสามารถกำจัดกลุ่มเอสเทอร์ได้ง่ายภายใต้สภาวะกรดเพื่อให้ได้กรดคาร์บอกซิลิกอิสระ