Bezwodnik walerianowy jest stosowany głównie jako półprodukt w syntezie organicznej:
● Synteza estrów: Stosowana do wytwarzania estrów walerianianowych. Niektóre estry walerianianowe (takie jak walerianian pentylu) posiadają aromaty owocowe i służą jako składniki zapachowe. Estry walerianianowe o dłuższych-łańcuchach (takie jak walerianian diizopentylu) są stosowane jako plastyfikatory w przemyśle tworzyw sztucznych.
● Synteza amidów: Stosowana do wytwarzania waleramidu lub innych związków zawierających grupę walerylową.
● Surfaktanty i modyfikatory: Działając jako narzędzie do wprowadzania hydrofobowych łańcuchów kwasu walerianowego, znajduje zastosowanie w syntezie surfaktantów o specyficznej strukturze lub do modyfikacji materiałów polimerowych.
● Inne zastosowania: W przemyśle farmaceutycznym i wysokowartościowych chemikaliach może być stosowany do syntezy lub modyfikacji określonych cząsteczek.
