Stereochemiczny termin diastereotopowy odnosi się do relacji między dwiema grupami w cząsteczce, które, jeśli zostałyby zastąpione, wygenerowałyby związki będące diastereomerami. Grupy diastereotopowe są często, ale nie zawsze, identycznymi grupami przyłączonymi do tego samego atomu w cząsteczce zawierającej co najmniej jedno centrum chiralne.
Na przykład, dwa atomy wodoru cząsteczki CH2 w (S)-2-bromobutanie są diastereotopowe. Zastąpienie jednego atomu wodoru (zabarwionego na niebiesko) atomem bromu spowoduje powstanie (2S,3R)-2,3-dibromobutanu. Zastąpienie drugiego atomu wodoru (zabarwionego na czerwono) atomem bromu da diastereomer (2S,3S)-2,3-dibromobutan.
 |
 |
 |
| (S)-2-bromobutan | (2S,3R)-2,3-dibromobutane | (2S,3S)-2,3-dibromobutan |
W chiralnych cząsteczkach zawierających grupy diastereotopowe, takich jak w 2-bromobutanie, nie ma wymogu czystości enancjomerycznej lub optycznej; bez względu na proporcje, każdy enancjomer będzie generował enancjomeryczne zestawy diastereomerów po podstawieniu grup diastereotopowych (chociaż, jak w przypadku podstawienia bromem w 2-bromobutanie, izomery mezo nie mają, ściśle mówiąc, żadnego enancjomeru).
Grupy diastereotopowe nie są lustrzanymi odbiciami siebie nawzajem o jakiejkolwiek płaszczyźnie. Są one zawsze różne, w każdym środowisku, ale mogą nie być rozróżnialne. Na przykład, obie pary hydrogenów CH2 w chlorowodorku fenyloalaninanu etylu (PhCH2CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl-) są diastereotopowe i obie dają pary wyraźnych sygnałów 1H-NMR w DMSO-d6 przy 300 MHz, ale w podobnym 2-nitrobutanian etylu (CH3CH2CH(NO2)COOCH2CH3), tylko grupa CH2 obok centrum chiralnego daje wyraźne sygnały od swoich dwóch hydrogenów z tym samym instrumentem w CDCl3. Takie sygnały są często złożone z powodu małych różnic w przesunięciu chemicznym, nakładania się i dodatkowego silnego sprzężenia pomiędzy hydrogenami geminalnymi. Z drugiej strony, dwie grupy CH3 ipsenolu, które są trzy wiązania od centrum chiralnego, dają oddzielne dublety 1H przy 300 MHz i oddzielne sygnały 13C-NMR w CDCl3, ale diastereotopowe hydrogeny w chlorowodorku alaninanu etylu (CH3CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl-), również trzy wiązania od centrum chiralnego, wykazują ledwie rozróżnialne sygnały 1H-NMR w DMSO-d6.
Diastereotopowe grupy powstają również w achiralnych cząsteczkach. Na przykład, dowolna para hydrogenów CH2 w 3-pentanolu (Rysunek 1) jest diastereotopowa, ponieważ dwa węgle CH2 są enancjotopowe. Substytucja dowolnego z czterech hydrogenów CH2 tworzy dwa centra chiralne jednocześnie, a dwa możliwe produkty substytucji wodorowej przy dowolnym węglu CH2 będą diastereomerami. Ten rodzaj zależności jest często łatwiejszy do wykrycia w cząsteczkach cyklicznych. Na przykład, każda para hydrogenów CH2 w cyklopentanolu (rysunek 2) jest podobnie diastereotopowa i jest to łatwo zauważalne, ponieważ jeden z hydrogenów w parze będzie cis do grupy OH (po tej samej stronie czoła pierścienia), podczas gdy drugi będzie trans do niej (po przeciwnej stronie).
Termin diastereotopowy jest również stosowany do identycznych grup dołączonych do tego samego końca cząsteczki alkenu, które, gdyby zostały zamienione, wygenerowałyby izomery geometryczne (również należące do kategorii diastereomerów). Tak więc, hydrogeny CH2 propenu są diastereotopowe, jeden jest cis w stosunku do grupy CH3, a drugi jest trans w stosunku do niej, a zastąpienie jednego lub drugiego przez CH3 wygenerowałoby cis- lub trans–2-buten.
Diastereotopowość nie jest ograniczona do cząsteczek organicznych, ani do grup przyłączonych do węgla, ani do cząsteczek z chiralnymi centrami tetraedrycznymi (sp3-hybrydyzowanymi): na przykład para hydrogenów w dowolnej grupie CH2 lub NH2 w jonie tris(etylenodiaminy)chromu(III) (Cr(en)33+), gdzie centrum metalu jest chiralne, jest diastereotopowa (Rysunek 2).
Pojęcia enantiotopowy i diastereotopowy mogą być również stosowane do powierzchni czołowych grup planarnych (w szczególności grup karbonylowych i molekularnych alkenów). Patrz zasada pierwszeństwa Cahn-Ingold-Prelog.
.