Diethyl phthalimidomalonate ใช้หลัก ๆ เป็นสารกลางในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีละเอียด (fine chemicals) มันมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์กรดอะมิโนและเปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการนำกลุ่มฟังก์ชันเฉพาะเจาะจงเข้าไป โครงสร้างของมันช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มีคุณค่าสูงในการพัฒนาสารประกอบที่มีศักยภาพในการบำบัดรักษา นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเพื่อศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่ ๆ ความหลากหลายและคุณสมบัติการทำปฏิกิริยาของมันทำให้เป็นสารเคมีที่เป็นประโยชน์ในสาขาเคมียารักษาและการค้นพบยา