Boc-Ala-Ala-OH ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนในห้องปฏิบัติการทางเคมี โดยเฉพาะในกระบวนการ solid-phase peptide synthesis (SPPS) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้สร้างสายเปปไทด์ตามลำดับที่ต้องการ กลุ่ม Boc (tert-butoxycarbonyl) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกัน (protecting group) สำหรับหมู่อะมิโน ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการในระหว่างการสังเคราะห์ และสามารถกำจัดออกได้ง่ายเมื่อสิ้นสุดกระบวนการ นอกจากนี้ ยังใช้ในการศึกษาปฏิกิริยาและกลไกทางชีวเคมีของเอนไซม์ เช่น เอนไซม์โปรตีเอส ซึ่งเกี่ยวข้องกับการย่อยสลายเปปไทด์และโปรตีน ด้วยความสามารถในการควบคุมและความเสถียรของโครงสร้าง ทำให้เป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการวิจัยและพัฒนายาใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเปปไทด์