p-Toluenesulfonyl chloride (PTSC) ใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารเคมีในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันกลุ่มเอมีน มันทำปฏิกิริยากับเอมีนเพื่อสร้าง tosylamides ซึ่งเป็นสารกลางที่เสถียรและสามารถปรับแต่งเพิ่มเติมในปฏิกิริยาเคมีได้ คุณสมบัตินี้ทำให้มีคุณค่าต่อการสังเคราะห์ยาเสพติด โดยที่การป้องกันและถอดป้องกันกลุ่มฟังก์ชันอย่างเลือกสรรเป็นสิ่งสำคัญ

ในเคมีเปปไทด์ PTSC ใช้ในการปรับเปลี่ยนกรดอะมิโน เพื่อช่วยในการสร้างโครงสร้างเปปไทด์ที่ซับซ้อน นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสาร sulfonating agent ที่นำกลุ่มซัลโฟนิลเข้าสู่โมเลกุลอินทรีย์ ซึ่งมีประโยชน์ในการผลิตสีย้อม สารลดแรงตึงผิว และสารเคมีพิเศษอื่นๆ

นอกจากนี้ PTSC ยังใช้ในการเตรียม sulfonamides ซึ่งเป็นกลุ่มสารประกอบที่มีคุณสมบัติต้านแบคทีเรียอย่างมีนัยสำคัญ การประยุกต์ใช้นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนายาปฏิชีวนะใหม่และยารักษาโรคอื่นๆ บทบาทของมันในปฏิกิริยา cross-coupling ยังเน้นย้ำถึงความสำคัญในการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอนและคาร์บอน-ฮีเทโรอะตอม ซึ่งจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ขั้นสูง