D-Leucine benzyl ester p-toluenesulfonate ถูกใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี โดยเฉพาะในขั้นตอนการสร้างเปปไทด์และสารประกอบทางชีวภาพอื่น ๆ เนื่องจากมีความเสถียรและสามารถทำหน้าที่เป็นสารป้องกันกลุ่มฟังก์ชันในระหว่างการสังเคราะห์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารตั้งต้นในการเตรียมอนุพันธ์ของกรดอะมิโนสำหรับการศึกษาทางเภสัชวิทยาและชีวเคมี รวมถึงการพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพใหม่ ๆ