Fmoc-D-Phe(F5)-OH ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นอนุพันธ์กรดอะมิโนที่ได้รับการป้องกัน มีคุณค่าอย่างยิ่งในกระบวนการ solid-phase peptide synthesis (SPPS) เนื่องจากมีกลุ่มป้องกัน Fmoc ซึ่งสามารถกำจัดออกได้ง่ายภายใต้สภาวะเบสอ่อนๆ การรวมอะตอมฟลูออรีนช่วยเพิ่ม lipophilicity และความเสถียรทางเมแทบอลิซึมของเปปไทด์ที่ได้ ทำให้มีประโยชน์ในการพัฒนายาและเปปไทด์ชีวภาพ การประยุกต์ใช้ทั่วไปในการสังเคราะห์ยาที่มีฐานเป็นเปปไทด์ เปปไทด์สำหรับการวิจัย และในการศึกษาการโต้ตอบระหว่างเปปไทด์-โปรตีน นอกจากนี้ ยังใช้ในการสร้างไลบรารีเปปไทด์สำหรับการค้นพบและปรับปรุงยา