Thalidomide-NH-C4-NH2 TFA ถูกนำมาใช้หลักๆ ในการวิจัยทางชีวการแพทย์ โดยเฉพาะในการพัฒนาการบำบัดแบบกำหนดเป้าหมาย สารนี้มักถูกใช้ในการศึกษาการย่อยสลายโปรตีนผ่านเทคโนโลยี proteolysis-targeting chimera (PROTAC) สารประกอบนี้ทำหน้าที่เป็นลิงเกอร์หลักหรือกลุ่มฟังก์ชันในการออกแบบโมเลกุล PROTAC ซึ่งช่วยให้เกิดการย่อยสลายแบบเลือกสรรของโปรตีนที่ก่อให้เกิดโรค การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการวิจัยมะเร็ง ซึ่งช่วยในการพัฒนาการรักษาใหม่โดยการกำหนดเป้าหมายโปรตีนมะเร็งเพื่อทำลาย นอกจากนี้ ยังถูกสำรวจในการศึกษาด้านภูมิคุ้มกันและโรคอักเสบ เนื่องจากมีศักยภาพในการปรับเปลี่ยนการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและลดการอักเสบ บทบาทในกระบวนการค้นพบยาเน้นย้ำถึงความสำคัญในการส่งเสริมการแพทย์แบบแม่นยำ