Валериевият анхидрид се използва предимно като междинен продукт в органичния синтез:
● Синтез на естери: Използва се при получаването на валератни естери. Някои валератни естери (като пентил валерат) притежават плодови аромати и служат като ароматни съставки. Валератните естери с по-дълга-верига (като диизопентил валерат) се използват като пластификатори в пластмасовата промишленост.
● Синтез на амиди: Използва се при получаването на валерамид или други съединения, съдържащи валерилната група.
● Повърхностноактивни вещества и модификатори: Действайки като инструмент за въвеждане на хидрофобни вериги на валерианова киселина, той се използва при синтеза на повърхностноактивни вещества със специфични структури или за модифициране на полимерни материали.
● Други приложения: В областта на фармацевтичните продукти и фините химикали може да се използва за синтез или модификация на специфични молекули.
