DL-tert-Leucine ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมในฐานะบล็อกก่อสร้างคิรัลสำหรับการสังเคราะห์ยาต่างๆ โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของมันทำให้มีคุณค่าในการสร้างส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) ที่มีเสถียรภาพและการดูดซึมที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความสำคัญในการพัฒนายับยั้งโปรติเอส ซึ่งใช้รักษาโรคเช่น HIV และตับอักเสบซี นอกจากนี้ DL-tert-Leucine ยังทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตเปปไทโดมิมิติกส์ ซึ่งเลียนแบบการทำงานของเปปไทด์ธรรมชาติและใช้ในการออกแบบยาเพื่อกำหนดเป้าหมายเส้นทางชีวภาพเฉพาะ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่อุตสาหกรรมเกษตรเคมี โดยใช้ในการสังเคราะห์สารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าเชื้อรา ความขัดขวางเชิงปริมาตรของสารนี้ยังทำให้มีประโยชน์ในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก ซึ่งช่วยในการผลิตสารบริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์