N-BOC pyrrolidin-2-ol ใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารกลางสำคัญสำหรับการผลิตเภสัชภัณฑ์และสารประกอบชีวภาพต่างๆ การประยุกต์ใช้หลักคือการป้องกันกลุ่มอะมีนในกระบวนการสังเคราะห์หลายขั้นตอน โดยเฉพาะในการสังเคราะห์เปปไทด์ กลุ่ม BOC สามารถถอดออกได้ง่ายภายใต้สภาวะกรดอ่อน ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีค่าต่อนักเคมี นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์อนุพันธ์ pyrrolidine ซึ่งจำเป็นในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปที่โรคทางระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน ความหลากหลายของมันยังขยายไปถึงการสังเคราะห์ลิแกนด์คีรัลและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก เพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตสารประกอบที่บริสุทธิ์แบบเอ็นแอนติโอเมอร์