方酸类似物是药物化学中的优势骨架结构，在药物设计中具有重要应用。首先，方酸类似物通常没有高脂溶性和低水溶性的问题，尤其是方酸或方酰胺骨架与胺或羧酸组合时，得到的化合物溶解性普遍增加，进而可作为合适的治疗制剂。其次，方酸类似物可作为药物设计中羧酸和氨基酸等的非经典电子等排体。
通常，方酸衍生物的核心结构在体内水性环境下是化学稳定的。因此基于方酸骨架的化合物具有开发成为药物的潜力，同时也报道了许多活性分子。
N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDA)是离子型谷氨酸受体的一个亚型，其分子结构复杂，药理学性质独特，在神经系统发育和神经元回路的形成中发挥着重要作用。Perzinfotel是一种有效的NMDA 受体选择性拮抗剂，具有神经保护作用，对谷氨酸位点具有较高亲和力(IC50=30nM)，为了改善生物利用度，研究人员设计得到了其前药Perzinfotel prodrug，半衰期和活性得到明显提高。默沙东开发的Navarixin是一种趋化因子受体2(CXCR2)拮抗剂，目前处于实体瘤联合治疗的二期临床。
图：方酸类似物活性分子
方酸二正丁酯SQX770是一种治疗口唇疱疹的药物，目前处于处于二期临床。正大制药开发的Pibutidine是一种组胺H2受体拮抗剂，曾处于治疗胃肠道溃疡的一期临床试验，但由于心脏毒性和胃肠毒性于2000年被迫终止。百时美施贵宝开发的组胺H2受体拮抗剂BMY-25368曾进入十二指肠和胃溃疡治疗的三期临床，但也终止了。化合物4具有明显的抗结核活性，但代谢清除率高，当联用CYP抑制剂时能够明显提高其血浆浓度。通常一些方酸衍生物对酶是稳定的，但有些衍生物也可被不同的酶代谢，因此，可进一步探究其代谢机制。
图：方酸及其衍生物的生物活性
单方酰胺(Squaramates)常用于与赖氨酸和其他胺的生物偶联；二方酰胺(Squaramides)则可作为核苷酸或寡核苷酸中磷酸基团的替代物。在化学生物学中，方酸类似物能与蛋白质或碳水化合物偶联，也可作为离子受体。在药物化学中，方酸类似物具有抗疟原虫、抗癌、抗菌，抗病毒等多种生物活性，是开发理想药物的重要优势骨架。