4-Hydroxy-5,5-dimethylpyrrolidin-2-one เป็นสารประกอบที่ถูกนำมาใช้หลักๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารตั้งต้นที่หลากหลาย มันมีบทบาทสำคัญในการพัฒนายา โดยเฉพาะในการสร้างส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) ที่มุ่งเป้าไปที่โรคทางระบบประสาท โครงสร้างของมันมีประโยชน์ในการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนเนื่องจากแกน pyrrolidinone ซึ่งเป็นลวดลายทั่วไปในสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพหลายชนิด นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีเกษตร สนับสนุนการผลิตสารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง การประยุกต์ใช้ของมันขยายไปถึงวิทยาศาสตร์วัสดุ ที่ซึ่งช่วยในการพัฒนาโพลิเมอร์และสารเคลือบที่มีความทนทานและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น