Diphenyl 1-(Cbz-Amino)isobutylphosphonate ใช้เป็นหลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในเคมีเปปไทด์ ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการเตรียมเปปไทด์ที่มีกลุ่มฟอสโฟเนต ซึ่งมีคุณค่าในการพัฒนายับยั้งเอนไซม์และโมเลกุลชีวภาพที่มีกิจกรรม สารนี้มักใช้ในการป้องกันกลุ่มอะมิโนระหว่างการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยกลุ่ม Cbz (carbobenzyloxy) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกัน ซึ่งช่วยให้สามารถถอดกลุ่มป้องกันออกได้อย่างเลือกสรรและทำการปรับแต่งเพิ่มเติมของโซ่เปปไทด์ได้ นอกจากนี้ กลุ่มฟอสโฟเนตของมันมีประโยชน์ในการเลียนแบบเอสเตอร์ฟอสเฟต ทำให้เกี่ยวข้องกับการศึกษากระบวนการฟอสโฟรีเลชันและดีฟอสโฟรีเลชันในระบบชีวภาพ การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงเคมีเภสัชกรรม ซึ่งช่วยในการออกแบบตัวแทนบำบัดที่อาจเป็นไปได้ที่มุ่งเป้าไปที่เอนไซม์และตัวรับ