Thalidomide-5-propargyne-NH2 hydrochloride ถูกนำมาใช้หลักๆ ในสาขาเคมีทางการแพทย์และการพัฒนายา โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์ยาที่มีเป้าหมายเฉพาะเจาะจง โดยเฉพาะในการออกแบบ proteolysis-targeting chimeras (PROTACs) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ถูกออกแบบให้ย่อยสลายโปรตีนที่ก่อให้เกิดโรคอย่างเลือกสรร โดยอาศัยระบบ ubiquitin-proteasome โครงสร้างของสารนี้ช่วยให้สามารถนำกลุ่มฟังก์ชันต่างๆ มาเพิ่มเพื่อเสริมความสามารถในการจับกับโปรตีนเป้าหมาย ทำให้มีคุณค่าในการพัฒนายารักษาโรคมะเร็ง โรคภูมิต้านตนเอง และภาวะอื่นๆ ที่เกิดจากกิจกรรมโปรตีนผิดปกติ นอกจากนี้ กลุ่ม propargyl ในโครงสร้างช่วยให้สามารถดัดแปลงทางเคมีเพิ่มเติมผ่าน click chemistry เพื่อสร้างยาที่ซับซ้อนขึ้นพร้อมคุณสมบัติเภสัชจลนศาสตร์ที่ดีขึ้น