D-Leucine Ethyl Ester Hydrochloride ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์ในฐานะส่วนประกอบพื้นฐาน ทำหน้าที่เป็นสารกลาง chiral ในการผลิตสารประกอบเภสัชกรรมต่างๆ โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่กำหนดเป้าหมายโรคทางระบบประสาทและความผิดปกติทางเมแทบอลิซึม กลุ่มเอสเตอร์ทำให้เป็นสารตั้งต้นที่มีประโยชน์ในการสังเคราะห์อินทรีย์ สามารถสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีความบริสุทธิ์ทาง stereochemical สูง นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในการวิจัยทางชีวเคมีเป็น substrate สำหรับศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน รูปแบบ hydrochloride ช่วยเพิ่มความละลาย ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมปฏิกิริยาที่มีน้ำ