Z-L-Prolinol ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์ยา โดยเฉพาะในการผลิตสารประกอบชิรัล มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการพัฒนายาต่าง ๆ รวมถึงยาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง ลักษณะชิรัลของมันทำให้มีคุณค่าต่อการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างสารบริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์ได้ นอกจากนี้ Z-L-Prolinol ยังถูกใช้ในเคมีเปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นกลุ่มปกป้องสำหรับกรดอะมิโนระหว่างการก่อตัวพันธะเปปไทด์ ซึ่งช่วยรักษาความสมบูรณ์และความจำเพาะของลำดับเปปไทด์ ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ มันยังถูกใช้ในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาเคมียารักษาและการค้นพบยา