N-Toluenesulfonyl-L-proline ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในด้านการสังเคราะห์สารเคมี โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตเปปไทด์และโปรตีน เนื่องจากมีคุณสมบัติในการเป็นกลุ่มป้องกัน (protecting group) สำหรับกรดอะมิโน โดยเฉพาะ L-proline ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมและปรับแต่งปฏิกิริยาเคมีได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ยังใช้ในงานวิจัยทางเคมีอินทรีย์เพื่อพัฒนายาและสารชีวโมเลกุลที่มีความซับซ้อน เนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความเฉพาะเจาะจงในปฏิกิริยาต่างๆ ได้ดี