取代反应以一个原子或基团替换原有部分

伯醇氧化在不同条件下可形成醛或羧酸。仲醇氧化通常形成相应酮类化合物。叔醇的常规温和氧化行为不同于伯醇。醛容易在某些温和氧化条件下转为羧酸。酮的普通氧化通常需要更苛刻的条件。羰基碳可作为多种亲核加成的反应中心。酯化反应能够在羧酸与醇之间发生。酯水解在酸性与碱性条件下具有不同特点。

卤代烃的反应路径依赖底物和试剂条件。烯烃可以与某些试剂发生亲电加成。加氢反应常借助金属催化剂进行。加成方向受到中间体稳定性及机理影响。芳香亲电取代可以保持反应后的芳香性。芳香环取代基能够改变后续反应的位置倾向。吸电子与给电子效应影响芳香环电子分布。醇脱水可以在适当条件下形成烯烃或醚。

缩合反应连接分子并常伴随小分子脱除。聚合反应将许多单体转化为高分子链。保护基用于暂时降低某个官能团的反应性。有机合成路线需要安排官能团转化的顺序。逆合成分析从目标结构反推可能的原料。产物纯度与反应收率属于不同评价指标。后处理包括萃取洗涤干燥和分离等操作。重结晶利用溶解度随条件改变的差异纯化物质。