MAL-替莫唑胺（MAL-Temozolomide）并非一种天然存在的化合物，而是通过化学合成手段将两种独立功能分子——马来酰亚胺（Maleimide, MAL）与替莫唑胺（Temozolomide, TMZ）共价连接而成的一种新型靶向药物前体分子。该结构设计旨在结合两者优势，实现对特定肿瘤细胞的选择性杀伤。其中，替莫唑胺是一种已广泛应用于临床的烷化剂类抗肿瘤药物，主要用于治疗恶性胶质瘤。其化学名为3,4-二氢-3-甲基-4-氧代咪唑并[5,1-d]哒嗪-8-羧酰胺，分子式为C6H6N6O2。它在生理pH条件下可自发水解生成具有强烷化活性的甲基重氮离子，进而攻击DNA鸟嘌呤位点（尤其是O6位），引发DNA链断裂与错配，最终导致肿瘤细胞凋亡。其物理特性表现为白色至类白色结晶性粉末，微溶于水，具有一定的热稳定性。
而马来酰亚胺则是一种含有五元环双键结构的有机化合物，化学式为C4H3O2NH，其最显著的化学特性是能够与含巯基（-SH）的分子（如半胱氨酸残基）发生迈克尔加成反应，形成稳定的共价硫醚键。这一反应在中性至弱碱性条件下高效进行，广泛应用于生物偶联技术。在MAL-替莫唑胺的设计中，马来酰亚胺通常通过一个柔性连接臂（linker）与替莫唑胺的羧基或氮原子相连。这种构建方式使得整个分子具备“靶向-释放”双重功能：MAL部分可特异性识别并结合肿瘤细胞表面过表达的含巯基蛋白（如某些受体或转运蛋白），从而实现药物的靶向递送；随后，在细胞内酸性或酶解环境下，连接臂断裂，释放出游离的替莫唑胺，发挥其DNA损伤作用。该分子的合成通常采用多步有机反应，如先将TMZ修饰为活性酯，再与含马来酰亚胺的氨基 linker 进行酰胺缩合。整个设计体现了现代药物化学中“精准医疗”与“前药策略”的融合，为提高替莫唑胺的治疗指数提供了新路径。