5-Aminopentanoic acid tert-butyl ester ใช้หลัก ๆ เป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีละเอียด โครงสร้างของมันทำให้มีคุณค่าในการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะในการสังเคราะห์เปปไทด์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นอนุพันธ์กรดอะมิโนที่ได้รับการป้องกัน กลุ่มเอสเทอร์เทอร์ต-บิวทิลให้ความเสถียรระหว่างปฏิกิริยา อนุญาตให้ถอดการป้องกันแบบเลือกเพศเมื่อจำเป็น สารประกอบนี้ยังถูกใช้ในการพัฒนาสารชีวภาพที่ออกฤทธิ์ รวมถึงผู้สมัครยาที่มีศักยภาพ เนื่องจากความสามารถในการนำกลุ่มฟังก์ชันเข้าสู่โมเลกุลเป้าหมาย นอกจากนี้ ยังพบการใช้งานในสถานที่วิจัยสำหรับศึกษากลไกปฏิกิริยาและปรับปรุงเส้นทางสังเคราะห์