4,6-Dichloro-2-(methyl-d3)-pyrimidine ถูกใช้ในการวิจัยทางเภสัชกรรมในฐานะสารตั้งต้นแบบดีวเทอเรตสำหรับการพัฒนายา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์อนุพันธ์ดีวเทอเรตของสารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรม (APIs) การนำสารนี้เข้าไปในโมเลกุลยาสามารถเพิ่มความเสถียรทางเมแทบอลิซึม ปรับปรุงเภสัชจลนศาสตร์ และลดความเป็นพิษ ใช้กันทั่วไปในการพัฒนาสารประกอบ pyrimidine-based แบบดีวเทอเรต ซึ่งถูกสำรวจสำหรับศักยภาพในการรักษาโรคต่างๆ รวมถึงมะเร็งและการติดเชื้อไวรัส นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์อินทรีย์สำหรับสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีการติดฉลากไอโซโทปเฉพาะสำหรับการวิจัยและวัตถุประสงค์วินิจฉัย