Fmoc-N-methyl-L-isoleucine ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะในกระบวนการ Solid-phase peptide synthesis (SPPS) ซึ่งเป็นเทคนิคหลักในการสร้างเปปไทด์ในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากกลุ่ม Fmoc (Fluorenylmethyloxycarbonyl) ที่ต่ออยู่กับโมเลกุลนี้สามารถป้องกันกลุ่มเอมีนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถกำจัดออกได้ง่ายโดยใช้เบส เช่น ไพเปอริดีน ทำให้กระบวนการสังเคราะห์เป็นไปอย่างราบรื่น นอกจากนี้ การมีหมู่เมทิลที่ตำแหน่งไนโตรเจน (N-methyl) ช่วยเพิ่มความเสถียรของเปปไทด์ที่สังเคราะห์ขึ้น ป้องกันการเกิดโครงสร้างทุติยภูมิที่ไม่ต้องการ และยังช่วยปรับปรุงความสามารถในการละลายของเปปไทด์ในตัวทำละลายอินทรีย์ต่างๆ ด้วยเหตุนี้ Fmoc-N-methyl-L-isoleucine จึงเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการผลิตเปปไทด์เพื่อการวิจัยทางชีววิทยาและการพัฒนายา