(S)-5-Phenylmorpholin-2-one ถูกนำมาใช้เป็นหลักในสาขาเคมีเภสัชกรรมในฐานะสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบเภสัชภัณฑ์ต่างๆ โครงสร้างของมันมีคุณค่าอย่างยิ่งในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท รวมถึงยาต้านซึมเศร้าและยาลดอาการวิตกกังวล ศูนย์คีรัลของสารประกอบช่วยให้สามารถสร้างสารบริสุทธิ์แบบเอนานติโอเมอร์ ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพและลดผลข้างเคียงของยารักษา นอกจากนี้ยังใช้ในการวิจัยและพัฒนายับยั้งเอนไซม์ โดยวงแหวนมอร์โฟลีนมีบทบาทสำคัญในการจับกับเป้าหมายทางชีวภาพเฉพาะ สารเคมีนี้ยังถูกสำรวจในการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีกิจกรรมทางชีวภาพเพื่อใช้รักษาโรคอักเสบและมะเร็งบางชนิด