Cbz-D-allo-isoleucine ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์เป็นกลุ่มป้องกันสำหรับกรดอะมิโน กลุ่มคาร์โบเบนซิล็อกซี (Cbz) ปกป้องส่วนอะมิโนในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ เพื่อป้องกันปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ สารนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการเตรียมเปปไทด์และโปรตีนที่ซับซ้อน ซึ่งการป้องกันและถอนการป้องกันแบบเลือกเพศเป็นสิ่งสำคัญ นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในการพัฒนาสารกลางเภสัชกรรม เพื่อสร้างโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพด้วยความแม่นยำสูง บทบาทในงานสังเคราะห์อินทรีย์ยังครอบคลุมถึงการศึกษาสเตอริโอเคมี ช่วยสำรวจโมเลกุลคีรัลและปฏิกิริยาของมัน