ใช้เป็นสารตั้งต้นในเคมีอินทรีย์ โดยเฉพาะในการพัฒนายา ช่วยในการเตรียมโมเลกุลที่มีฤทธิ์ชีวภาพ เนื่องจากมีหมู่ฟังก์ชันที่ทำปฏิกิริยาได้—หมู่คลอโรเอทิลช่วยในการทำปฏิกิริยาอัลคิลเลชัน ในขณะที่วงแหวนไทโอมอร์โฟลีนสามารถทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักในการออกแบบยา ใช้บ่อยในการสังเคราะห์ยาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทส่วนกลางและยาลดความดันโลหิต รูปแบบเกลือไฮโดรคลอไรด์ช่วยเพิ่มความละลายและความเสถียร ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาวะปฏิกิริยาในน้ำ นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยสำหรับการปรับโครงสร้างเปปไทด์และพัฒนาสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกใหม่