Den stereokemiska termen diastereotopisk hänvisar till förhållandet mellan två grupper i en molekyl som, om de byttes ut, skulle ge upphov till föreningar som är diastereomerer. Diastereotopiska grupper är ofta, men inte alltid, identiska grupper som är knutna till samma atom i en molekyl som innehåller minst ett kiralt centrum.
Till exempel är de två väteatomerna i CH2-delen i (S)-2-bromobutan diastereotopiska. Om den ena väteatomen (blå färgad) byts ut mot en bromatom erhålls (2S,3R)-2,3-dibromobutan. Om den andra väteatomen (röd) byts ut mot en bromatom får man diastereomeren (2S,3S)-2,3-dibrombutan.
 |
 |
 |
| (S)-2-bromobutan | (2S,3R)-2,3-dibromobutane | (2S,3S)-2,3-dibromobutan |
I chirala molekyler som innehåller diastereotopiska grupper, som i 2-bromobutan, finns det inget krav på enantiomerisk eller optisk renhet; Oavsett andel kommer varje enantiomer att generera enantiomera uppsättningar av diastereomerer vid substitution av diastereotopiska grupper (även om mesoisomerer, som i fallet med substitution med brom i 2-bromobutan, strängt taget inte har någon enantiomer).
Diastereotopiska grupper är inte spegelbilder av varandra runt något plan. De är alltid olika, i vilken miljö som helst, men kan kanske inte särskiljas. Till exempel är båda paren av CH2-hydrogener i etylfenylalaninathydroklorid (PhCH2CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl-) diastereotopiska och båda ger par av distinkta 1H-NMR-signaler i DMSO-d6 vid 300 MHz, men i det likartade etyl-2-nitrobutanoat (CH3CH2CH(NO2)COOCH2CH3) är det bara CH2-gruppen bredvid det chirala centret som ger distinkta signaler från sina två hydrogener med samma instrument i CDCl3. Sådana signaler är ofta komplexa på grund av små skillnader i kemisk skiftning, överlappning och en ytterligare stark koppling mellan geminala väteväten. Å andra sidan ger de två CH3-grupperna i ipsenol, som befinner sig tre bindningar från det chirala centret, separata 1H-dubbletter vid 300 MHz och separata 13C-NMR-signaler i CDCl3, men de diastereotopiska vätevägarna i etylalaninathydroklorid (CH3CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl-), som också befinner sig tre bindningar från det chirala centret, visar knappt särskiljande 1H-NMR-signaler i DMSO-d6.
Diastereotopiska grupper förekommer också i achirala molekyler. Till exempel är varje par CH2-väteteknik i 3-pentanol (figur 1) diastereotopiskt, eftersom de två CH2-kolvätena är enantiotopiska. Substitution av någon av de fyra CH2-vätgaserna skapar två chirala centra på en gång, och de två möjliga väte-substitutionsprodukterna vid ett CH2- kol kommer att vara diastereomerer. Denna typ av förhållande är ofta lättare att upptäcka i cykliska molekyler. Till exempel är varje par CH2-väteteknik i cyklopentanol (figur 2) på samma sätt diastereotopiskt, och detta är lätt att urskilja eftersom en av väteteknikerna i paret kommer att vara cis till OH-gruppen (på samma sida av ringytan) medan den andra kommer att vara trans till den (på den motsatta sidan).
Uttrycket diastereotopiskt tillämpas också på identiska grupper som är knutna till samma ände av en alkenenhet som, om de byttes ut, skulle generera geometriska isomerer (som också faller i kategorin diastereomerer). Propenens CH2-hydrogener är således diastereotopiska, den ena är cis i förhållande till CH3-gruppen och den andra trans i förhållande till den, och om den ena eller den andra ersätts med CH3 skulle cis- eller trans-2-buten bildas.
Diastereotopicitet är inte begränsad till organiska molekyler, inte heller till grupper som är knutna till kol eller till molekyler med kirala tetraedriska (sp3-hybridiserade) centra: till exempel är paret av väteämnen i någon CH2- eller NH2-grupp i tris(etylendiamin)krom(III)-jonen (Cr(en)33+), där metallcentret är kiralt, diastereotopiskt (figur 2).
Uttrycken enantiotopisk och diastereotopisk kan också tillämpas på ytor av plana grupper (särskilt karbonylgrupper och alkenmolekyler). Se Cahn-Ingold-Prelog prioritetsregel.