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肉桂酸是重要的有機合成工業中間體之一，廣泛用于醫藥、香料、塑料和感光樹脂等化工產品中。在醫藥工業中，用來制造“心可安”、局部麻醉劑、殺菌劑、止血藥等；在農藥工業中作為生長促進劑和長效殺菌劑而用于果蔬的防腐；肉桂酸至今仍是負片型感光樹脂最主要的合成原料。 肉桂酸還可作為鍍鋅板的綏蝕劑，聚氯乙烯的熱穩定劑，多胺基甲酸脂的交聯劑，和乙內酰的阻燃劑，以及化學分析試劑等。 具有很好的保香作用，通常作為配香原料，也被用作香料中的定香劑，在食品、化妝品 、食用香精等領域都有廣泛的應用。
1.調制蘋果、櫻桃、可作為蘋果香精、櫻桃香精、水果香精、花香香精調和使用。
2.可作為芳香混合物，用于香皂、香波、洗衣粉、日用化妝品中。
3.有抑制形成黑色酪氨酸酶的作用，對紫外線有一定的隔絕作用，能使褐斑變淺、甚至消失，是高級防曬霜中必不可少的成分之一。
4.肉桂酸本身就是一種香料，具有很好的保香作用，通常作為配香原料，可使主香料的香氣更加清香揮發。肉桂酸的各種酯（如甲、乙、丙、丁等）都可用作定香劑，用于飲料、冷飲、糖果、酒類等食品。
1.肉桂酸用微生物酶法合成L-苯丙氨酸。L-苯丙氨酸是重要的食品添加劑-甜味阿斯巴甜（Aspartame）的主要原料。
2.英國聯合利華取得了世界知識產權組織專利PCTInt。Appl。Wo01 87，080（2001，11.22）該文介紹肉桂酸和巴氏殺菌助劑組成，具有很強的殺菌、防腐作用。
3.肉桂酸還是辣椒素合成酶的一個組成部分-肉桂酸水解酶，可以利用轉基因培育高產辣椒素含量的辣椒優良品種，必將大大提高辣椒品質，從而有力推動辣椒產業化發展。
4.利用肉桂酸的防霉防腐殺菌可應用于糧食、蔬菜、水果中的保鮮、防腐。
5.還可用在葡萄酒中，使其色澤光鮮。
6.肉桂酸具有很強的興奮作用，可廣泛直接添加于一切食品中。
醫藥工業中，可用于合成治療冠心病的重要乳酸可心定和心痛平，及合成氯苯氨丁酸和肉桂苯哌嗪，用來制造“心可安”，殺菌劑、止血藥等。還可合成氯苯氨丁酸和肉桂苯哌嗪，用作脊錐骨骼松弛劑和鎮痙劑。主要用于腦血栓，腦動脈硬化，冠狀動脈硬化等病癥。對肺腺癌細胞增殖有明顯抑制作用。肉桂酸是A－5491人肺腺癌細胞有效的抑制劑，在抗癌方面具有極大的應用價值。
肉桂酸可應用于美容方面，酪氨基酸酶是黑色素合成關鍵酶，它啟動了由酪氨酸轉化為黑色素生物聚合體的級鏈反應，肉桂酸有抑制形成黑色酪氨酸酶的作用，對紫外線有一定的隔絕作用，能使褐斑變淺，甚至消失，是高級防曬霜中必不可少的成分之一。肉桂酸顯著的抗氧化功效對于減慢皺紋的出現有很好的療效。
在農業工業中，肉桂酸作為生長促進劑和長效殺菌劑而用于果蔬防腐。
在有機化工合成方面，肉桂酸可作為鍍鋅板的緩釋劑，聚氯乙烯的熱穩定劑，多氨基甲酸脂的交聯劑，乙內酰和聚己內酰胺的阻燃劑，化學分析試劑。也是測定鈾、釩分離的試劑；它還是負片型感光樹脂的最主要合成原料。主要合成桂酸酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯和側基為肉桂酸酯的環氧樹脂。應用于塑料方面，可用作PVC的熱穩定劑，殺菌防霉除臭劑，還可添加在橡膠、泡沫塑料中制成防臭鞋和鞋墊，也可用于棉布和各種合成纖維、皮革、涂料、鞋油、草席等制品中防止霉變。