Boc-4-Amino-D-phenylalanine ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน โดยเฉพาะในกระบวนการ solid-phase peptide synthesis (SPPS) ซึ่งกลุ่ม Boc (tert-butoxycarbonyl) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกัน (protecting group) สำหรับหมู่เอมีโน ช่วยให้สามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาได้อย่างแม่นยำ และป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่ต้องการ นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยทางเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาใหม่ ๆ โดยเฉพาะยาที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทและโรคมะเร็ง เนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะของยาได้