(R)-N-Fmoc-4-Bromophenylalanine ใช้เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างเปปไทด์ที่มีส่วนประกอบของอะมิโนเอซิดที่ถูกดัดแปลง เนื่องจากมีกลุ่ม Fmoc ที่ช่วยในการป้องกันกลุ่มฟังก์ชันระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ และยังมีกลุ่มโบรโมที่สามารถใช้ในการทำปฏิกิริยาเพิ่มเติม เช่น ปฏิกิริยา cross-coupling เพื่อสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนขึ้น นอกจากนี้ยังใช้ในการวิจัยทางเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาใหม่ๆ ที่มีฤทธิ์เฉพาะทาง โดยเฉพาะยาที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทและมะเร็ง เนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะของยาได้