L-Prolinamide ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในฐานะบล็อกก่อสร้างแบบ chiral สำหรับการผลิตยาและสารเคมีละเอียด (fine chemicals) โครงสร้างสเตอรีโอของมันทำให้มีคุณค่าต่อการสังเคราะห์แบบ asymmetric โดยเฉพาะในการสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีความบริสุทธิ์แบบ enantiomeric สูง มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์ยาต่างๆ รวมถึงยาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง นอกจากนี้ L-Prolinamide ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับเปปไทด์ที่มีโปรลีน ซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียรและกิจกรรมทางชีวภาพ ในด้านการเร่งปฏิกิริยา (catalysis) มันถูกใช้เป็นลิแกนด์ในปฏิกิริยาที่เร่งด้วยโลหะเพื่อให้ได้ความเลือกและประสิทธิภาพสูง การประยุกต์ใช้นี้ยังขยายไปสู่การพัฒนาสารชีวภาพ (bioactive compounds) และการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ