Hallo,

anstatt den Schottkydioden gegen die Versorgung könntest du pro Eingang einen Operationsverstärker als Impedanzwandler (Verstärkung mit Faktor 1)
verwenden, so wie hier:
Bild hier  
Also links den mittleren Anschluss des Spannungsteilers anschließen, rechts an den Ausgang des OpAmps kommt der analoge Eingang vom Prozessor.

Der Operationsverstärker sollte eine rail-to-rail-Type sein, die auch mit den 3,3V noch zurecht kommt.
Der kann am Ausgang (je nach Belastung) knapp bis an die 3,3V aber nicht drüber. Weiterer Vorteil: Der Innenwiderstand des OpAmps am Ausgang ist niedriger, der Kondensator vom Sample-And-Hold im ADC wird schneller aufgeladen, außerdem wird es unwahrscheinlicher, dass Störungen einkoppeln können.
Verwenden könntest du z.B. den LMC6484 (Quad) oder LMC6482 (Dual)

Gruß
Bernhard