Fmoc-N-Me-D-Ala-OH ใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการ solid-phase peptide synthesis (SPPS) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในการสร้างเปปไทด์แบบขั้นตอนต่อขั้นตอน สารนี้ทำหน้าที่เป็นหน่วยสร้าง (building block) ที่ช่วยในการนำกลุ่ม Fmoc (9-fluorenylmethoxycarbonyl) มาใช้ในการป้องกันกลุ่มเอมีนชั่วคราว ขณะที่กลุ่มคาร์บอกซิลิกสามารถทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างพันธะเปปไทด์ได้ นอกจากนี้ การมีกลุ่มเมทิลที่ไนโตรเจน (N-Me) ช่วยเพิ่มความเสถียรและความยืดหยุ่นในการกำหนดรูปร่าง (conformational flexibility) ของเปปไทด์ที่ได้ ทำให้สารนี้มีคุณค่าในการพัฒนา peptidomimetics และเปปไทด์ชีวภาพ (bioactive peptides) โดยทั่วไปแล้วใช้ในงานวิจัยเภสัชกรรมสำหรับการสร้างยาที่มีพื้นฐานจากเปปไทด์และการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน