2-azaspiro[4.4]nonane-1,3-dione ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบทางเคมีที่มีความซับซ้อน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม ซึ่งมักนำไปใช้ในการพัฒนายาชนิดใหม่ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านเชื้อแบคทีเรียหรือยาต้านการอักเสบ นอกจากนี้ ยังมีการนำไปใช้ในการศึกษาวิจัยทางเคมีอินทรีย์ เพื่อพัฒนาวิธีการสังเคราะห์สารที่มีโครงสร้างเฉพาะเจาะจง ซึ่งช่วยในการค้นพบสารใหม่ที่มีศักยภาพในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม