Fmoc-D-Lys-OAll (hydrochloride) ใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนในกระบวนการทางเคมีชีวภาพ โดยเฉพาะในเทคนิค Solid-phase peptide synthesis (SPPS) ซึ่งช่วยในการป้องกันกลุ่มฟังก์ชันของกรดอะมิโนระหว่างการสังเคราะห์ กลุ่ม Fmoc (Fluorenylmethyloxycarbonyl) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกันที่สามารถกำจัดออกได้ง่ายโดยใช้เบส ในขณะที่กลุ่ม Allyl ester (OAll) ช่วยป้องกันกลุ่มคาร์บอกซิลและสามารถกำจัดออกได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเฉพาะ นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษาปฏิกิริยาและกลไกทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการสร้างพันธะเปปไทด์ และการออกแบบโมเลกุลเพื่อการวิจัยทางเภสัชวิทยาและชีววิทยาโมเลกุล