4-溴丁酸乙酯是典型的烷基化试剂，主要用作医药、农药中间体，也是精细有机合成中非常常用的4碳链延长砌块。

1. 医药中间体（最主要用途）

• 用于合成抗癫痫药、抗抑郁药、抗精神病类药物

• 制备γ-氨基丁酸（GABA）受体相关药物中间体

• 用于合成抗组胺药、心血管药物、抗生素侧链

• 作为环化前体，用于制备吡咯烷、哌啶等杂环化合物

2. 农药与兽药中间体

• 合成杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂

• 用于制备杂环类农药活性分子

3. 有机合成通用砌块

• 重要的亲电烷基化试剂，用于碳链增长、N-烷基化、O-烷基化

• 制备环状化合物、季铵盐、相转移催化剂

• 染料、香料、表面活性剂中间体

4. 其他

• 实验室常用有机合成原料

• 高分子改性、交联剂中间体