The present invention, provides for a deuterium-enriched monoterpene or sesquiterpene such as perillyl alcohol, or a deuterium-enriched isomer or analog of monoterpenes or sesquiterpenes, such as isoperillyl alcohol. The present invention also provides for a deuterium-enriched derivative of a monoterpene or sesquiterpene, such as a perillyl alcohol carbamate, or a deuterium-enriched derivative of an isomer or analog of a monoterpene or sesquiterpene, such as an isoperillyl alcohol carbamate. The deuterium-enriched derivative may be perillyl alcohol or isoperillyl alcohol conjugated with a therapeutic agent such as a chemotherapeutic agent. The present invention also provides for a method of treating a disease such as cancer, comprising the step of delivering to a patient a therapeutically effective amount of a deuterium-enriched compound.본 발명은 페릴릴 알콜과 같은 중수소-풍부 모노테르펜 또는 세스퀴테르펜, 또는 이소페릴릴 알콜과 같은 모노테르펜 또는 세스퀴테르펜의 중수소-풍부 이성질체 또는 유사체를 제공한다. 본 발명은 페릴릴 알콜 카바메이트와 같은 모노테르펜 또는 세스퀴테르펜의 중수소-풍부 유도체, 또는 이소페릴릴 알콜 카바메이트와 같은 모노테르펜 또는 세스퀴테르펜의 이성질체 또는 유사체의 중수소-풍부 유도체를 제공한다. 중수소-풍부 유도체는 화학적 치료제와 같은 치료제와 콘쥬게이션된 페릴릴 알콜 또는 이소페릴릴 알콜일 수 있다. 본 발명은, 중수소-풍부 화합물의 치료적 유효량을 환자에게 전달하는 단계를 포함하는 암과 같은 질병을 치료하는 방법을 제공한다.