2-(3,4-ไดฟลูออโรฟีนิล)พิรโรลิดีน ถูกนำมาใช้หลักๆ ในสาขาเคมียารักษาและการวิจัยเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพต่างๆ โดยเฉพาะสารที่เล็งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาทและจิตเวช โครงสร้างของมันมักถูกนำเข้าไปรวมในโมเลกุลที่ออกแบบมาเพื่อโต้ตอบกับตัวรับในระบบประสาทส่วนกลาง เช่น ตัวรับโดพามีนหรือเซโรโทนิน ทำให้มีคุณค่าในการพัฒนายารักษาที่มีศักยภาพสำหรับภาวะต่างๆ เช่น ภาวะซึมเศร้า ความวิตกกังวล และโรคพาร์กินสัน นอกจากนี้ กลุ่มฟีนิลที่ถูกฟลูอออรีนยังช่วยเพิ่มความเสถียรทางเมแทบอลิซึมและการดูดซึมทางชีวภาพของสารประกอบที่ได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบยา นักวิจัยยังสำรวจการใช้มันในการสร้างลิแกนด์ใหม่ๆ เพื่อศึกษากลไกตัวรับและเส้นทางส่งสัญญาณ