N-Chloroacetyl-L-valine เป็นสารเคมีที่ใช้ในการสังเคราะห์ทางเคมี โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตเปปไทด์และโปรตีน เนื่องจากมีคุณสมบัติในการทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นหรือสารกลางในการสร้างพันธะเปปไทด์ นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการศึกษาวิจัยทางชีวเคมี เพื่อพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการออกแบบและสังเคราะห์สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา เช่น ยาต้านมะเร็งหรือยาต้านจุลชีพ เนื่องจากโครงสร้างของสารนี้สามารถปรับเปลี่ยนได้ง่ายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะต่อเป้าหมายทางชีวภาพ