(R)-5-Hydroxypiperidin-2-one ถูกใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติทางระบบประสาท มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตตัวยับยั้งเอนไซม์ เช่น gamma-secretase ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวิจัยโรคอัลไซเมอร์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการสร้างบล็อกก่อสร้างคิรัลสำหรับการสังเคราะห์แบบอะซิมเมトリก ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนายารักษาที่มีความบริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์ บทบาทของมันในการสังเคราะห์อินทรีย์ยังครอบคลุมถึงการเตรียมโมเลกุลซับซ้อนที่มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ทางเคมีเภสัชวิทยา