เอสเทอร์เอทิลของกรด R-4-คลอโร-3-ไฮดรอกซิบิวทริก ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในการผลิตสารกลางคิรัล สารนี้ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหลักสำคัญในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง เช่น โรคลมชักและความวิตกกังวล นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมเบต้าบล็อกเกอร์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการจัดการภาวะหัวใจและหลอดเลือด เช่น ความดันโลหิตสูงและอาริทเมีย ลักษณะคิรัลของสารนี้ทำให้มีคุณค่าต่อการสังเคราะห์แบบอะซิมเมトリก ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างสารประกอบที่บริสุทธิ์ทางเอ็นแอนติโอเมอร์ได้ ในงานวิจัย สารนี้ถูกนำมาใช้ในการศึกษากลไกของเอนไซม์และเส้นทางการเมแทบอลิซึม โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับกรดไฮดรอกซีและเอสเทอร์ การประยุกต์ใช้นี้ยังขยายไปสู่สารเคมีเกษตร โดยช่วยในการพัฒนายาฆ่าหญ้าและยาฆ่าเชื้อรา