دي-ثريونين هو متماكب فراغي للحمض الأميني البروتيني إل-ثريونين. وهو مركب حلو المذاق وسام بطبيعته، ويعمل كمثبط لأنزيم إل-ثريونين ديهيدراتاز. يعتبر دي-ثريونين المتماكب غير الطبيعي لإل-ثريونين (T405500) ومن المعروف أنه يثبط نمو وتخليق جدار خلية المتفطرة السمجية. يستخدم دي-ثريونين أيضًا كوسيط اصطناعي في إنتاج المضادات الحيوية الكيرالية. وهو الشكل دي-لثريونين، وهو نوع من الأحماض الأمينية التي تعتبر كاشف كيرالي فعال يحتوي على مركز فراغي إضافي. يستخدم في تحضير 1،3-بوتانديول متناظر ضوئيًا نقي وكوسيط في تخليق المركبات الكيرالية مثل المضادات الحيوية. كما تم استخدامه كمادة انطلاق للتخليق الكلي لحمض الليجيونامينيك المحمي.