N-Cbz-D-norvaline ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน โดยเฉพาะในกระบวนการปกป้องกลุ่มฟังก์ชันอะมิโนในระหว่างการสร้างสายเปปไทด์ เนื่องจากกลุ่ม Cbz (Carbobenzoxy) ที่อยู่ในโครงสร้างช่วยป้องกันไม่ให้กลุ่มอะมิโนเกิดปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการ ทำให้สามารถควบคุมการเชื่อมต่อของกรดอะมิโนได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ยังมีการใช้ในงานวิจัยด้านเคมีอินทรีย์และชีวเคมี เพื่อศึกษาปฏิกิริยาและกลไกการทำงานของเอนไซม์ รวมถึงการพัฒนายาใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเปปไทด์และโปรตีน