D-Valine Benzyl Ester p-Toluenesulfonate ถูกใช้หลัก ๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการเตรียมเปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นรูปแบบที่ได้รับการป้องกันของ valine ซึ่งช่วยให้เกิดปฏิกิริยาที่เลือกเฉพาะในการประกอบโซ่เปปไทด์โดยป้องกันปฏิกิริยาไม่พึงประสงค์ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาแคทาลิสต์แบบ chiral และสารกลาง ซึ่งมีความสำคัญต่อการผลิตสารที่บริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเพื่อศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับเส้นทางชีวเคมีและการออกแบบยา ความเสถียรและคุณสมบัติการเกิดปฏิกิริยาของมันทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าสำหรับการเคมีสังเคราะห์ในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน