Измените известные слова 1 и 3 строки, сохраняя неизвестное слово 2 постоянным

Строка замены в s/PATTERN/REPLACEMENT/не является регулярным выражением.

Вы сможете захватить то, что совпадает с частью шаблона, и использовать его при замене, если хотите:

sed -r 's/foo(.*)foo/hat\1car/g' file

Это захватит все, что находится между двумя вхождениями fooв одной строке, и вставит этот бит между hatи car. \1говорит: «вставьте все, что было захвачено первыми круглыми скобками».

Обратите внимание, что .*является «жадным», поэтому, если у вас есть foobarfoofoobarfoo, \1будет barfoofoobar, а не bar.