Boc-(R)-3-thienylglycine เป็นสารเคมีที่ใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน โดยเฉพาะในกระบวนการทางเคมีที่ต้องการควบคุมสเตอริโอเคมีของผลิตภัณฑ์ มักใช้เป็นหน่วยสร้าง (building block) ในขั้นตอนการเตรียมสารประกอบทางชีวภาพที่มีความซับซ้อน เนื่องจากกลุ่ม Boc (tert-butoxycarbonyl) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกัน (protecting group) สำหรับหมู่อะมิโน ซึ่งช่วยให้การสังเคราะห์เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและมีความเฉพาะเจาะจงสูง นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการวิจัยและพัฒนายา โดยเฉพาะยาที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทและโรคทางพันธุกรรม เนื่องจากโครงสร้างของ thienylglycine สามารถเลียนแบบโครงสร้างของกรดอะมิโนบางชนิดในร่างกายได้