1,4-Dimethylpiperazine-2,3-dione ถูกนำมาใช้ในงานวิจัยทางเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาประสิทธิภาพและกลไกการออกฤทธิ์ของสารประกอบต่าง ๆ นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์สารเคมีเพื่อสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นประโยชน์ในการผลิตสารตั้งต้นสำหรับยาชนิดใหม่ ๆ รวมถึงการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตและพัฒนาสารเคมีที่มีประสิทธิภาพสูง