Fmoc-d-3,4,5-trifluorophenylalanine ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์เปปไทด์แบบเฟสของแข็ง (Solid-Phase Peptide Synthesis, SPPS) กลุ่มป้องกัน Fmoc (9-ฟลูออรีนิลเมท็อกซี่คาร์บอนิล) ช่วยให้สามารถถอดกลุ่มป้องกันได้อย่างเลือกสรร ช่วยให้สามารถสร้างเปปไทด์แบบขั้นตอนต่อขั้นตอนได้ การนำ trifluorophenylalanine เข้ามาในโครงสร้างช่วยเพิ่มความเสถียรของเปปไทด์และสามารถมีผลต่อความสัมพันธ์ในการจับคู่ ทำให้มีคุณค่าต่อการพัฒนายาและโมเลกุลชีวภาพที่基于เปปไทด์ นอกจากนี้ ฟลูออรีนยังช่วยปรับปรุงความเสถียรทางเมแทบอลิซึมและความสามารถในการซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของเปปไทด์ ซึ่งสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้ทางเภสัชกรรม สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาการโต้ตอบระหว่างเปปไทด์-โปรตีน และออกแบบเปปไทด์ที่มีคุณสมบัติโครงสร้างหรือหน้าที่เฉพาะเจาะจง