D-Threonine Benzyl Ester Hydrochloride ใช้หลักๆ ในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตเปปไทด์และอนุพันธ์กรดอะมิโน บทบาทของมันในฐานะรูปแบบที่ได้รับการป้องกันของ threonine ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาแบบเลือกสรรในการสร้างพันธะเปปไทด์ ซึ่งช่วยรักษาความสมบูรณ์ของกรดอะมิโนในกระบวนการสังเคราะห์ที่ซับซ้อน สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายา โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับยาที่ต้องการการกำหนดค่าคีรอลเฉพาะ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในงานวิจัยทางชีวเคมี เพื่อช่วยในการศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาของโปรตีน เนื่องจากความสามารถในการเลียนแบบกรดอะมิโนธรรมชาติในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ ความเสถียรและปฏิกิริยาของมันทำให้เป็นสารเคมีที่มีค่าทั้งในห้องปฏิบัติการอุตสาหกรรมและวิชาการ