Termenul stereochimic diastereotopic se referă la relația dintre două grupări dintr-o moleculă care, dacă ar fi înlocuite, ar genera compuși care sunt diastereomeri. Grupurile diastereotopice sunt adesea, dar nu întotdeauna, grupuri identice atașate la același atom într-o moleculă care conține cel puțin un centru chiral.
De exemplu, cei doi atomi de hidrogen ai fracțiunii CH2 din (S)-2-bromobutan sunt diastereotopici. Înlocuirea unui atom de hidrogen (colorat în albastru) cu un atom de brom va produce (2S,3R)-2,3-dibromobutan. Înlocuirea celuilalt atom de hidrogen (colorat în roșu) cu un atom de brom va produce diastereomerul (2S,3S)-2,3-dibromobutan.
 |
 |
 |
| (S)-2-bromobutan | (2S,3R)-2,3-dibromobutane | (2S,3S)-2,3-dibromobutan |
În moleculele chirale care conțin grupări diastereotopice, cum este cazul 2-bromobutanului, nu există nici o cerință privind puritatea enantiomerică sau optică; indiferent de proporția sa, fiecare enantiomer va genera seturi enantiomerice de diastereomeri la substituirea grupărilor diastereotopice (deși, ca în cazul substituirii cu brom în 2-bromobutan, izomerii mezo nu au, strict vorbind, niciun enantiomer).
Grupările diastereotopice nu sunt imagini în oglindă una față de cealaltă în jurul oricărui plan. Ele sunt întotdeauna diferite, în orice mediu, dar pot să nu se distingă. De exemplu, ambele perechi de hidrogeni CH2 din clorhidratul de fenilalaninat de etil (PhCH2CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl-) sunt diastereotopice și ambele dau perechi de semnale 1H-NMR distincte în DMSO-d6 la 300 MHz, dar în cazul similarului 2-nitrobutanoat de etil (CH3CH2CH(NO2)COOCH2CH3), numai grupul CH2 de lângă centrul chiral dă semnale distincte de la cei doi hidrogeni ai săi cu același instrument în CDCl3. Astfel de semnale sunt adesea complexe din cauza diferențelor mici de deplasare chimică, a suprapunerii și a unui cuplaj puternic suplimentar între hidrogenii gemeni. Pe de altă parte, cele două grupări CH3 din ipsenol, care se află la trei legături distanță de centrul chiral, dau semnale 1H dublete separate la 300 MHz și semnale 13C-NMR separate în CDCl3, dar hidrogenii diastereotopici din clorhidratul de alaninat de etil (CH3CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl-), de asemenea la trei legături distanță de centrul chiral, prezintă semnale 1H-NMR abia dacă se pot distinge în DMSO-d6.
Grupările diastereotopice apar și în moleculele achirale. De exemplu, oricare dintre perechile de hidrogeni CH2 din 3-pentanol (figura 1) sunt diastereotopice, deoarece cei doi carboni CH2 sunt enantiotopici. Substituirea oricăruia dintre cei patru hidrogeni CH2 creează doi centri chirali deodată, iar cei doi produși posibili de substituție a hidrogenului la oricare dintre carbonii CH2 vor fi diastereomeri. Acest tip de relație este adesea mai ușor de detectat în moleculele ciclice. De exemplu, orice pereche de hidrogeni CH2 din ciclopentanol (figura 2) sunt în mod similar diastereotopici, iar acest lucru este ușor de distins, deoarece unul dintre hidrogenii din pereche va fi cis față de grupul OH (pe aceeași parte a feței inelului), în timp ce celălalt va fi trans față de acesta (pe partea opusă).
Termenul diastereotopic se aplică, de asemenea, grupărilor identice atașate la același capăt al unei fracțiuni alchene care, dacă ar fi înlocuite, ar genera izomeri geometrici (care se încadrează, de asemenea, în categoria diastereomerilor). Astfel, hidrogenii CH2 ai propenei sunt diastereotopici, unul fiind cis față de gruparea CH3, iar celălalt fiind trans față de aceasta, iar înlocuirea unuia sau a celuilalt cu CH3 ar genera cis- sau trans–2-butena.
Diastereotopicitatea nu se limitează la moleculele organice, nici la grupările atașate la carbon, nici la moleculele cu centre tetraedrice chirale (hibridizate sp3): de exemplu, perechea de hidrogeni din orice grupare CH2 sau NH2 din ionul tris(etilendiamină)crom(III) (Cr(en)33+), în care centrul metalic este chiral, sunt diastereotopici (figura 2).
Termenii enantiotopic și diastereotopic pot fi, de asemenea, aplicați la fețele grupărilor plane (în special la grupările carbonil și moții de alchene). A se vedea regula de prioritate Cahn-Ingold-Prelog.
.