Boc-D-Phe-Phe ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางเคมีและชีวเคมี โดยเฉพาะในกระบวนการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน เนื่องจากมีกลุ่ม Boc (tert-butoxycarbonyl) ที่ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกัน (protecting group) สำหรับหมู่อะมิโน ทำให้สามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์และการออกแบบยา โดยเฉพาะยาที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทและโรคทางสมอง เนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถเลียนแบบเปปไทด์ธรรมชาติได้ดี