Cbz-D-Homoserine ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์เปปไทด์ในฐานะกลุ่มป้องกันสำหรับกรดอะมิโน โดยช่วยในการป้องกันกลุ่มอะมิโนอย่างเลือกสรร เพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาเฉพาะเจาะจงเกิดขึ้นโดยไม่ถูกรบกวน สารประกอบนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนที่ซับซ้อน ซึ่งการควบคุมลำดับปฏิกิริยาที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาสารกลางทางเภสัชภัณฑ์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการผลิตยาที่มีประสิทธิภาพและความเสถียรเพิ่มขึ้น บทบาทของมันในการสังเคราะห์อินทรีย์ยังขยายไปสู่การสร้างโมเลกุลคีรอล ซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตสารประกอบชีวภาพหลากหลายชนิด