Talvez exista um programa que possa fazer isso.
Normalmente é melhor extrair o arquivo, renomear o que você quer e compactá-lo novamente.
Ou tentando usar alguns comandos através do jar-tool de java e 7z, ele não extrai todo o arquivo, mas apenas os arquivos necessários. Para testar o backup do seu arquivo.
jar tvf file.zip (to see the content and the file you want to change)
jar xvf file.zip folderOfFile/file.mp4 & cd folderOfFile & ren file.mp4 file2.mp4 & cd .. & jar -uvf file.zip folderOfFile/file2.mp4 (or trying the single commands)
Você pode excluir o arquivo original com 7z.
7z d file.zip folderOfFile/file.mp4