Boc-O-Benzyl-D-threonine ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน โดยเฉพาะในกระบวนการป้องกันกลุ่มฟังก์ชันไฮดรอกซิลของกรดอะมิโน ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมและกำหนดทิศทางของปฏิกิริยาเคมีได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังถูกนำไปใช้ในการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและยา โดยเฉพาะในขั้นตอนการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน ซึ่งต้องอาศัยความแม่นยำสูงในการจัดเรียงกรดอะมิโน