内酯是一类可用作溶剂和提取剂的化学品，也是合成许多生物医学产品、纤维和农药的中间体。δ-戊内酯作为药物中间体，曾被广泛应用于医药合成领域。作为δ-戊内酯的上游产品，糠醛是由生物质原料如玉米芯等农副产品中的纤维素或戊聚糖在酸作用下水解再环化脱水得到的产品，工艺简单，已基本实现工业化。糠醛结构中有呋喃环和醛基存在，具有醛、醚、二烯烃的化学性质，能发生加氢、氧化和脱碳等反应，因此以糠醛为原料制备高附加值化学品一直是国内外的研究热点。
1.合成医药中间体
δ-戊内酯结构广泛存在于各种具有生物活性和光学活性的化合物中，如大环内酯类抗生素(泰利霉素、可利霉素等)，β-三氟甲基-β-羟基-δ-戊内酯及其衍生物。δ-戊内酯可以合成多种重要的药物中间体:δ-戊内酯还原合成2,3-二氢呋喃用于前列腺素类药物合成；δ-戊内酯与硝基苯作为初始原料经系列反应制抗血栓药物Apixuban；δ-戊内酯与 D-苯苷氨醇合成3-甲基-2-哌啶酮类物质；δ-戊内酯与环己胺反应得到用于抗血小板聚集药物N-环己基-5-氯丁基-1H-四氮唑；以D-苯甘氨醇和δ-戊内酯为原料合成的六元环内酰胺进而制得的(R)-1-(2-羟基-1-苯乙基)-3-甲基-2哌啶酮可用于生物碱的制备；由δ-戊内酯为起始原料得到的 Guadinomic酸对细菌III型分泌系统可以表现出很高的抑制效应。
2.合成聚酯
由于δ-戊内酯可自身聚合为均聚酯，也可与其他化合物形成聚交酯，因此广泛应用于材料领域。由ε-己内酯和δ-戊内酯合成的聚ε-己内酯-co-δ-戊内酯表现出良好的延展性和机械性能。δ-戊内酯与聚醚二醇合成的嵌段共聚物具有良好的力学性质和生物相容性。ε-己内酯和δ-戊内酯的共聚物可应用于防污涂料，可降解黏合剂，δ-戊内酯的加入降低了聚己内酯的结晶度从而克服了聚己内酯降解时间长的缺点。而δ-戊内酯的均聚酯与其他聚交酯立体络合形成的超分子共聚物由于立体络合作用极大提高了共聚物的结晶度，进而提高了材料的热阻和力学性质。甲氧基聚乙二醇和聚戊内酯两亲二嵌段共聚物可负载疏水性抗癌药物紫杉醇，从而大大提高药物的表观水溶性，是疏水性药物制备和传递的理想材料。
随着人们对可生物相容性和可生物降解性的植入式给药系统(IDDS)的开发，研究发现该系统能在人体内长时间持续释放药物，具有提高治疗效果、减少全身毒性和提高患者依从性的潜力，因此以δ-戊内酯为基础的聚合物药物输送器成为近些年的研究热点。