ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์สารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อน โดยเฉพาะในงานวิจัยและพัฒนายา เนื่องจากมีหมู่ฟังก์ชันที่เหมาะสมสำหรับการสร้างพันธะเปปไทด์ จึงนิยมใช้เป็นตัวตั้งต้นหรือสารตัวกลางในการสร้างเปปไทด์สังเคราะห์ หรือสารที่มีโครงสร้างคล้ายโปรตีน นอกจากนี้ยังใช้ในการป้องกันหมู่อะมิโนในขั้นตอนการสังเคราะห์แบบหลายขั้นตอน เพื่อควบคุมการเกิดปฏิกิริยาเฉพาะตำแหน่ง โดยหมู่ tert-butoxycarbonyl (Boc) สามารถถอดออกได้ง่ายภายใต้สภาวะกรดอ่อน ทำให้เหมาะกับการใช้งานในห้องปฏิบัติการที่ต้องการความแม่นยำสูง