Boc-D-Ser-OH ใช้หลักๆ ในกระบวนการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันสำหรับกรดอะมิโน D-เซรีน กลุ่ม Boc (tert-butoxycarbonyl) ปกป้องกลุ่มอะมีโนในระหว่างปฏิกิริยาการจับคู่ เพื่อให้เกิดการสร้างพันธะเปปไทด์แบบเลือกสรร โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีคุณค่าต่อการสังเคราะห์เปปไทด์แบบเฟสตะกอน ซึ่งช่วยให้สามารถประกอบเปปไทด์ทีละขั้นตอน หลังจากการสังเคราะห์ กลุ่ม Boc สามารถถูกกำจัดออกได้ง่ายภายใต้สภาวะกรดโดยไม่กระทบต่อโครงสร้างหลักของเปปไทด์ ทำให้เป็นเครื่องมือที่หลากหลายในการผลิตเปปไทด์ที่ซับซ้อนสำหรับการวิจัยและการประยุกต์ใช้ทางเภสัชภัณฑ์ นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยทางเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะในกลุ่มเปปไทด์ที่มีความสำคัญทางการแพทย์