2,7-Diazaspiro[4.4]nonan-3-one เป็นสารประกอบที่นำมาใช้หลัก ๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างที่หลากหลายสำหรับการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน โครงสร้างสไปโรไซคลิกที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีคุณค่าต่อการพัฒนาสารตั้งต้นทางเภสัชกรรม โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีศักยภาพทางชีวภาพ นักวิจัยมักนำมาใช้ในการออกแบบยารักษาโรคที่มุ่งเป้าไปที่ความผิดปกติทางระบบประสาท เนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถเลียนแบบลักษณะโครงสร้างบางอย่างที่พบในโมเลกุลชีวภาพที่มีฤทธิ์ นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจการนำไปใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการพัฒนาโพลิเมอร์และสารเคลือบใหม่ โดยอาศัยความแข็งและความเสถียรเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ การนำไปใช้ในด้านการเร่งปฏิกิริยา (catalysis) ก็อยู่ในการศึกษาด้วย โดยอาจทำหน้าที่เป็นลิแกนด์หรือตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก