N-Boc-L-phenylalaninal ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการเตรียมเปปไทด์และโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์อนุพันธ์ของกรดอะมิโน ทำให้สามารถนำหน่วย phenylalanine เข้าสู่โครงสร้างที่ใหญ่กว่าได้ กลุ่มป้องกัน Boc (tert-butoxycarbonyl) ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาที่เลือกเฉพาะโดยการปกป้องกลุ่มอะมิโนในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างเปปไทด์ด้วยความแม่นยำสูง นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการพัฒนายา โดยช่วยในการสร้างสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพ รวมถึงตัวยับยั้งเอนไซม์และลิแกนด์รีเซพเตอร์ บทบาทของมันในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริกยังทำให้มีคุณค่าต่อการผลิตโมเลกุลคิรัลที่มีสเตอรีโอเคมีเฉพาะ ซึ่งจำเป็นในออกแบบและพัฒนายา