Fmoc-L-4-hydroxyproline เป็นสารเคมีที่ใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะในกระบวนการสังเคราะห์เปปไทด์แบบเฟสตายตัว (Solid-phase peptide synthesis: SPPS) ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยสำหรับนำเอาส่วนของกรดอะมิโน 4-hydroxyproline เข้าสู่โครงสร้างเปปไทด์ สิ่งนี้มีความสำคัญต่อการคงความเสถียรของโครงสร้างคล้ายคอลลาเจนและเพิ่มความเสถียรของเปปไทด์ สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนา peptidomimetics และเปปไทด์ชีวภาพ โดยที่กลุ่ม hydroxyl สามารถเข้าร่วมในการจับกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ซึ่งมีอิทธิพลต่อการกำหนดรูปร่างของเปปไทด์และการโต้ตอบกับเป้าหมายทางชีวภาพ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์ glycopeptides และการวิจัยที่มุ่งศึกษาการดัดแปลงหลังการแปล (post-translational modifications) เช่น การไฮดรอกซิเลชัน ในโปรตีน ความเข้ากันได้กับเคมี Fmoc ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในเคมีอินทรีย์และเคมียาในการออกแบบเปปไทด์ที่มีคุณสมบัติโครงสร้างและหน้าที่เฉพาะเจาะจง 4-hydroxyproline เป็นกรดอะมิโนที่พบในคอลลาเจนซึ่งเป็นโปรตีนโครงสร้างสำคัญในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของร่างกายมนุษย์ ดังนั้น Fmoc-L-4-hydroxyproline จึงมีความสำคัญในการศึกษาคอลลาเจน พัฒนาวัสดุชีวภาพทางการแพทย์ เช่น โครงสร้างผิวหนังเทียมหรือวัสดุปลูกถ่าย และการวิจัยทางเภสัชกรรมเพื่อพัฒนายาใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการรักษาโรคเกี่ยวกับผิวหนัง กระดูก และข้อต่อ