Thalidomide-O-amido-C4-NH2 hydrochloride ถูกนำมาใช้หลักๆ ในสาขาเคมีทางการแพทย์และการพัฒนายา โดยมุ่งเน้นไปที่การสร้างยาที่มีเป้าหมายเฉพาะเจาะจง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการรักษาโรคมะเร็งและโรคอักเสบ สารประกอบนี้มักถูกใช้เป็นส่วนประกอบหลักในการสังเคราะห์ proteolysis-targeting chimeras (PROTACs) ซึ่งออกแบบมาเพื่อย่อยสลายโปรตีนที่ก่อให้เกิดโรคโดยเฉพาะ วิธีการนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในด้านมะเร็งวิทยา ช่วยในการย่อยสลายโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการรอดชีวิตของเนื้องอก นอกจากนี้ ยังขยายการใช้งานไปสู่การวิจัยยาที่ปรับเปลี่ยนการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งช่วยในการทำความเข้าใจและปรับเปลี่ยนการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันในโรคภูมิต้านตนเอง รูปแบบเกลือ hydrochloride ช่วยเพิ่มความละลายน้ำ ทำให้เหมาะสมมากขึ้นสำหรับการทดลองและการใช้งานทางการแพทย์