(S)-N-Cbz-4-Amino-2-hydroxybutyric acid ถูกใช้หลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารประกอบชีวภาพหลากหลาย โดยเฉพาะในการพัฒนายา 기반เพปไทด์ สารประกอบนี้มักถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์ที่ดัดแปลงและอนุพันธ์กรดอะมิโน ซึ่งกลุ่มป้องกัน Cbz (carbobenzyloxy) ช่วยในการทำปฏิกิริยาแบบเลือกเฉพาะ นอกจากนี้ยังถูกใช้ในการเตรียมโมเลกุลคีรัล ซึ่งมีส่วนช่วยในการศึกษาสเตอรีโอเคมีในการออกแบบยา นอกจากนั้นยังมีการประยุกต์ใช้ในการพัฒนายับยั้งเอนไซม์และตัวแทนบำบัดอื่น ๆ ที่มุ่งเป้าไปยังเส้นทางชีวภาพเฉพาะเจาะจง