Thalidomide-O-PEG4-amine ถูกนำมาใช้เป็นหลักในการพัฒนา PROTACs (Proteolysis Targeting Chimeras) ซึ่งเป็นโมเลกุลใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อกำหนดเป้าหมายและย่อยสลายโปรตีนเฉพาะเจาะจงภายในเซลล์ สารประกอบนี้ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบลิงก์หลักที่เชื่อมต่อส่วนที่จับกับโปรตีนเป้าหมายเข้ากับส่วนที่รับสมัคร E3 ubiquitin ligase ตัวคั่น PEG4 ของมันช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายและความยืดหยุ่น ทำให้ประสิทธิภาพของโมเลกุล PROTAC ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมเซลล์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการค้นคว้ายาและการวิจัยทางชีวเคมีเพื่อศึกษากลไกการย่อยสลายโปรตีนและพัฒนายาเพื่อบำบัดที่อาจใช้ได้สำหรับโรคเช่นมะเร็ง ซึ่งการกำหนดเป้าหมายและกำจัดโปรตีนเฉพาะเจาะจงเป็นสิ่งสำคัญ การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการสังเคราะห์ bioconjugates ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างสารประกอบใหม่สำหรับระบบการนำส่งยาแบบกำหนดเป้าหมาย