2-(Boc-amino)-3-methylbutylamine ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบทางเคมีต่าง ๆ โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตเปปไทด์และโปรตีน เนื่องจากมีกลุ่ม Boc (tert-butoxycarbonyl) ที่ช่วยป้องกันกลุ่มเอมีนในระหว่างการสังเคราะห์ นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมเพื่อการพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะในขั้นตอนการปรับเปลี่ยนโมเลกุลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของสารเป้าหมาย